海南文昌航天發(fā)射場,海風習習,椰樹搖曳。幾公里外的沙灘被游客擠滿,人頭攢動。
2024年11月15日23時13分,搭載天舟八號貨運飛船的長征七號遙九運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。
本次發(fā)射是海南文昌航天發(fā)射場經(jīng)歷超強臺風“摩羯”考驗后的首次發(fā)射任務。本次發(fā)射是我國載人航天工程2024年的最后一次發(fā)射任務。
本次任務起,長七火箭將設置備用箭
長征七號火箭是我國新一代高可靠、高安全、綠色無污染的中型運載火箭,近地軌道運載能力達14噸,是我國新一代中型運載火箭的基本型,能夠滿足天舟貨運飛船與運行中的空間站對接的入軌精度需求。本次任務中,型號團隊持續(xù)推進產(chǎn)品化改進及工藝可靠性提升工作,在降低任務成本的同時,進一步精簡了發(fā)射后的恢復時間。
為確保臺風后地面設備滿足任務要求,型號團隊開展了兩輪地面設備恢復工作,按加嚴狀態(tài)全面測試驗證,確保萬無一失。
為適應載人航天工程應急發(fā)射專項要求,本次任務起,執(zhí)行空間站貨運飛船發(fā)射任務的長七火箭都將設置一枚備用箭,一旦需要,長七火箭可在3個月內再次完成一次發(fā)射任務,確??臻g站正常運行。
未來,長七火箭會繼續(xù)執(zhí)行空間站貨運飛船的發(fā)射任務,為空間站運送所需食物、水、燃料及科學試驗器材。型號團隊將持續(xù)開展火箭智慧控制系統(tǒng)建設,持續(xù)提升火箭可靠性及使用維護性,進一步降低測發(fā)周期,更好地適應各類有效載荷的發(fā)射任務。
確保火箭不受“高空風”影響
近期海南臺風天氣頻發(fā)。火箭在穿越大氣層的這短短幾分鐘里,會遭受強烈的氣流沖擊。據(jù)中國航天科技集團一院的火箭專家介紹,火箭在飛行過程中會穿越大風區(qū),約10公里高度的時候風力最大,并且在這個區(qū)域,突如其來的“陣風”最兇猛。這就如同我們騎自行車時,如果側面突然吹來一陣大風,人會被吹偏。在高空中,這種橫向的側風比我們在陸地上感知的風要強得多,會影響到火箭的飛行姿態(tài)。
經(jīng)過設計人員的巧妙安排,“高空風”對火箭飛行造成的影響就微乎其微了。每次火箭發(fā)射前,技術人員都會對火箭飛行空域進行氣象測量,根據(jù)測量到的“高空風”的風向和風速,判斷火箭采用哪種飛行彈道其箭體遭受的“高空風”最小。不僅如此,面對變幻莫測的“高空風”,長七火箭更是不走“尋常路”。專家介紹,長七火箭安裝了應對“高空風”的敏感裝置,讓它能靈敏地感知到當前處于什么樣的風環(huán)境。
因此,長七火箭穿越大氣層時,是一邊飛行,一邊“聽風”,實時測量箭體側向承受的氣動力矩,并及時調整飛行方向和姿態(tài),主動減小風載荷對火箭箭體結構造成的影響,讓火箭飛行更安全、更“舒服”。長七火箭應用的這種減載控制方法,大幅提高了我國運載火箭在大氣層內的飛行安全,同時也提高了氣象突變情況下火箭的適應能力和結構可靠性。
臨射貨物裝載能力提升
天舟八號貨運飛船是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運飛船。從天舟六號開始,天舟飛船進行了一系列改進,改進型飛船比更早之前的天舟飛船增加了24%的裝載空間;而這一次發(fā)射的天舟八號,又在此基礎上增加了200多升、100多公斤的載貨量。
不過,在中國航天科技集團科研人員黨蓉看來,載貨總量的增加,并不是天舟八號的最大亮點。飛船臨射貨物裝載能力的提升,更加值得關注。
為了提高臨射貨物裝載能力,天舟八號的低溫鎖柜,由固定安放改為活動裝置:裝載貨物后,通過滑軌推至貨格內側;細胞上行生保支持裝置,也改變了安裝位置;側操作口位置得以空出,用于最后安裝新鮮水果等貨包。臨射裝載時機,也從此前的發(fā)射前5.5到3.5小時,提前到火箭加注前完成。通過滑軌設置,臨射貨物裝載能力由原來的幾十公斤,增加到100多公斤。
提高臨射貨物裝載能力,是為了適應中國空間站應用與發(fā)展階段新的任務需求。中國航天科技集團科研人員方方介紹,從天舟六號起,每艘船的貨物配置根據(jù)任務需要有所不同。前期維持空間站長期生存、10年壽命的物資和維修備件多一些,現(xiàn)在需要大量開展空間實驗,實驗載荷就多一些。
天舟八號貨運飛船的臨射前裝貨任務,在發(fā)射前大約12小時開始進行。
每天都能找到窗口發(fā)射
天舟八號貨運飛船搭載的貨物,計劃為神舟十九號和神舟二十號兩次載人飛行任務提供在軌支持。如果按照此前的“天舟”發(fā)射規(guī)律,本應是“兵馬未動糧草先行”,貨運飛船先于神舟十九號載人飛船抵達空間站。
然而臺風“摩羯”推遲了天舟八號貨運飛船的發(fā)射計劃。為此,天舟八號裝載的貨物,也隨之進行了臨時調整。方方介紹說,除了航天員的生活物資根據(jù)空間站的最新需求有所調整,還有一些科學實驗載荷,也隨著任務時間點的變化,改變了上行計劃。
據(jù)了解,這次補給物資除了必備品之外,還有春節(jié)、中秋、端午等各個節(jié)日的禮包,以及為在太空中度過生日的航天員準備的個性化生日禮包。此外,還將上行各種用于開展空間科學實驗和試驗所需要的設備和材料。特別是首次搭載的由我國科學家模擬月壤成分燒制而成的“月壤磚”,將在空間站開展太空暴露實驗,驗證“月壤磚”能否勝任在月球上蓋房子的任務。完成太空實驗后,第一塊“月壤磚”預計將在明年年底返回地球。
除了這些看得見的貨艙、貨物變化,天舟八號飛船的軟件也和此前相比有所升級。黨蓉透露,軟件的升級讓天舟飛船的發(fā)射適應能力得到了提升。理論上,每天都可以找到窗口進行飛船發(fā)射。
文字:南方+記者 張笛揚 趙威 王詩堃 徐勉
攝影:南方+記者 吳明
通訊員:高詩淇 李艷明
統(tǒng)籌:張志超 徐勉