把中国航天形象的称为一家“快递公司”,这个说法相信许多人都不会陌生。作为一家业(射)务(程)覆盖全球的“公司”,中国航天麾下的“东风快(导)递(弹)”,不仅能够做到使命必达,而且号称是唯一一家可以实现“零差评”、“零投诉”的“快递公司”。

而在今天,中国首艘货运飞船“天舟一号”的成功升空却让这个“段子”有些成真的意味,因为“天舟一号”的顺利升空表明中国就此拥有了向空间站运送物资并主动上门从空间站“取件”回运处理的能力,对于未来必须长期工作生活在空间站中的中国航天员来说,“天舟一号”货运飞船简直就是 “生命之舟”一般的存在。

图:十号的大橙子

2017年4月20日晚19点41分,我国首艘货运飞船天舟一号在海南文昌卫星发射中心由中国新一代中型液体运载火箭长征七号遥二火箭发射升空。天舟一号货运飞船是我国未来载人空间站工程中的一个不可或缺的组成部分,它的主要任务是定期为在空间站中长期工作生活的航天员运送物资,以及为空间站补加推进剂,实现太空“加油”,并将空间站中的废弃物带回大气层烧毁。

天舟一号。图:高剑

天舟一号货运飞船总长10.6米,舱体最宽处直径达3.35米,装满“货物”后,天舟一号总重将达13.5吨,是我国迄今为止体积最大、重量最重的航天器。天舟一号在外形上与天宫一号空间实验室相似,都是由体积较大的货物舱和体积较小的推进舱组成,其中,货物舱用于装载航天员的日常生活物资、新的科学试验仪器以及用于维修空间站的零部件,推进舱则为货运飞船自身提供动力能源、并装载用于补加空间站的推进剂。

天舟一号。图:高剑

相较于国际上的现役货运飞船,天舟一号虽然起步较晚,但是发展的滞后并没有造成技术上的差距,天舟一号在研发阶段就立意高远,问世伊始就已跻身于国际先进货运飞船的行列。以公开数据为准,俄罗斯的进步号货运飞船运载能力为2.6吨,美国太空探索技术公司的“龙”飞船运载能力为6吨,日本的HTV货运飞船运载能力为6吨,欧洲自动转移飞行器的运载能力为7.6吨,而中国的“天舟一号”运载能力为6.5吨,单就运载能力而言,“天舟一号”货运飞船已位列世界第二,但与欧洲自动转移飞行器约20吨的总重相比, “天舟一号”货运飞船的总重为13.5吨,因此, “天舟一号”具有更高的载货性价比。

此外,“天舟一号”货运飞船还延续了中国工科技术人员一贯经济、实用的作风,破天荒的具备了独立飞行3个月的能力,这种“去一趟也不容易,能做就多做一点”的构思使得“天舟一号” 在“送快递”之余,还可以长时间的作为航天员的临时储货仓库,以及作为空间科学试验平台在轨开展空间科学试验(实验),堪称是把物尽其用的工科风格发挥到了极致。

长征7号火箭。摄影:史家民

而除了“中国首艘货运飞船”、“中国迄今为止最大最重的航天器”这样天生的光环,此次天舟一号货运飞船最大的一个亮点,便是在与天宫二号空间实验室完成交会对接后,开展的推进剂在轨补加技术验证,即实现所谓的“太空加油”。

通常而言,大型航天器在太空中运行,寿命最多会维持十余年,对于动辄重达百吨级的空间站而言,要想实现长期在轨运行,仅靠自身携带的燃料是远远不够的,因此,突破和掌握推进剂在轨补加技术就显得至关重要了。

目前,在轨飞行器补加技术只有少数几个国家有能力掌握,在天舟一号之前,真正称得上完全掌握了在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国,因为国际空间站这一项任务主要由俄罗斯完成,所以真正实现在轨加注推进剂应用的只有俄罗斯,美国虽然开展了相关实验,但没有建成实用性系统。欧洲空间局、加拿大、日本等均在此方面进行着积极的研究探索,国际上在该领域的竞争从未停歇。

此次天舟一号货运飞船将要完成的首次“太空加油”,将成功将突破国外对于这项技术的封锁,大幅提升未来中国载人空间站的使用寿命,为我国的空间站建设工程补足最后一块技术短板。

而就在十年之前,掌握了这项技术的航天强国曾向中国提出一个苛刻到近乎于宰割的条件,以换取双方在该领域的技术合作,深感屈辱的中国航天人当即予以回绝,傲慢的外国专家随即表示,“补加技术你们中国人一定搞不出来!你们的飞船上必须配套我们的系统”。

而今天,中国人自己具有“太空加油”能力的货运飞船已成功升空,过去的那些冷眼与嘲讽现在反而像是这场壮举的装饰与点缀,而更让人感到欣慰的是,书写这一壮举的却是中国航天队伍中一支平均年龄只有32岁的年轻团队......