出品：科普中國

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　　監(jiān)制：中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心

　　兩次推遲后，天舟二號貨運飛船順利發(fā)射，迎來“穩(wěn)穩(wěn)的幸?！?，天宮空間站將迎來首位客人。

　　“天舟二號”貨運飛船與“天舟一號”飛船相同，長10.6米，最大直徑3.35米，最大裝載狀態(tài)下重達13.5噸，最大貨物運載能力為6噸。

　　搭載“天舟二號”的長征七號運載火箭是我國新一代中型運載火箭，起飛重量594噸，近地軌道運載能力達14噸，僅次于搭載天和號的長征五號B型運載火箭，是我國今后向空間站運送物資補給的主力。

　　“天舟二號”的任務(wù)是向天宮空間站運輸物資補給，主要包含了航天員入站后所需的生活物資和科研實驗耗材，以及由我國自行研發(fā)的“飛天”艙外航天服，為航天員在空間站的生活和科研任務(wù)提供物資保障。這也是首次給天宮空間站提供補給。

　　在廠房中的“天舟二號”貨運飛船（圖源：中國航天科技集團）

　　而“天舟二號”的任務(wù)，遠不止送貨。

　　我國近地軌道載人航天器的發(fā)射任務(wù)，通常會將載荷先送入一個近地點200km，遠地點400-500km的橢圓軌道，隨后載荷依靠自身動力進入距地高度為400km多的圓形軌道開展任務(wù)，此次天和號核心艙也是如此。

　　在400km高的太空中，仍有極為稀薄的空氣，帶來的阻力會不斷降低空間站的軌道高度，因此需要定期點火，將軌道重新抬升，方可維持其長期穩(wěn)定地運行?！疤熘鄱枴背素涍\之外的任務(wù)，就是利用貨運飛船的動力來維持空間站的軌道，而空間站自身的發(fā)動機作為備份使用。為了給空間站核心艙攜帶盡可能多的科研設(shè)備，因此其攜帶的燃料總量有限，并不能長時間維持在軌運行。

　　除此之外，作為第一艘與天宮空間站對接的飛船，“天舟二號”還要為后續(xù)任務(wù)“探路”，進行一系列技術(shù)驗證。

　　首先就是“遙操作交匯”。通俗來講，就是待神舟十二號航天員進駐空間站后，“天舟二號”會暫時脫離天和號核心艙，然后由站內(nèi)航天員遙控“天舟二號”與空間站進行交匯對接操作。這是為了模擬當貨運飛船的自動對接系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如何將其與空間站進行對接。

　　空間站在軌運行時間長達十余年，在此期間會有大量的載人和貨運飛船與空間站進行對接，其間難免會出現(xiàn)一些小問題。例如2021年2月，進步MS-16號貨運飛船為國際空間站提供貨物補時，由于其對接天線出現(xiàn)了損壞，導致其自動對接系統(tǒng)無法工作，最終由國際空間站上的宇航員遙控操作才成功地實現(xiàn)了對接。

　　對接天線受損的進步MS-16號飛船，紅圈處即為受損的天線（圖源：NASA）

　　除了“探路”之外，“天舟二號”貨運飛船還擔負著為核心艙進行燃料補加的任務(wù)。

　　一開始，“天舟二號”會從尾部向核心艙補給物資、補加燃料，這是因為核心艙的前向?qū)涌谝艚o后續(xù)發(fā)射的神舟十二號飛船。待神舟十二號完成任務(wù)并脫離空間站返回后，“天舟二號”將再一次與核心艙短暫分離，并轉(zhuǎn)移至神舟十二號的前向?qū)涌谂c核心艙進行對接，并再一次為核心艙進行燃料補加實驗，這是為了驗證前向?qū)涌诘娜剂涎a加功能是否正常。畢竟在空間站運行期間會出現(xiàn)兩艘貨運飛船同時對接的情況，此時就需要有兩個對接口均具備為核心艙加注燃料的功能才行。

　　給核心艙加完“油”后，“天舟二號”還要客串一把“問天”和“夢天”兩個實驗艙，進行機械臂轉(zhuǎn)位實驗。根據(jù)空間站的建設(shè)計劃，后續(xù)的兩個實驗艙在發(fā)射后將首先與天和號核心艙的前向?qū)涌谶M行對接，以求減小對接時給核心艙帶來的沖擊。隨后，天和號核心艙上的機械臂將會“抓住”實驗艙，并將其轉(zhuǎn)移到側(cè)面的停泊對接口對接。在實驗艙發(fā)射之前，我們就可以先用重量略輕的“天舟”貨運飛船客串一把實驗艙，用機械臂“抓著”貨運飛船把它從前向?qū)涌谵D(zhuǎn)移到側(cè)面去，為今后實驗艙對接做預(yù)演，確保后續(xù)的空間站建設(shè)萬無一失。

　　雖然“天舟二號”的定位是“貨運飛船”，可它并不只執(zhí)行貨運任務(wù)。在未來，它將與“神舟十二號”載人飛船聯(lián)手為我們帶來精彩的太空實驗。

　　雖然天宮空間站還沒有完全建成，在這一過程中對于沒有大型空間站建設(shè)經(jīng)驗的我們而言還存在很多未知困難和挑戰(zhàn)，但我們相信，在不斷地借鑒、探索、磨煉中，我們能夠建成一座成熟且先進的空間站，擔負起應(yīng)有的太空責任，并為人類和平利用太空這一命題交出中國答卷。

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