天舟四號成功發(fā)射 中國空間站全面建造階段揭幕
5月10日凌晨1時56分，天舟四號貨運飛船在長征七號運載火箭托舉下，從大海之濱的文昌航天發(fā)射場飛赴太空。
這是我國自2017年4月以來成功發(fā)射的第4艘貨運飛船，也是向空間站天和核心艙發(fā)送的第3件快遞“包裹”。
一年逢好夜，天舟再出發(fā)。
中國空間站建造階段的大幕正式拉開，實現(xiàn)我國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略目標的關(guān)鍵之戰(zhàn)打響。
作別大海，飛向天和
瓊北古邑，夏夜已深。
椰林大海邊的文昌航天發(fā)射場內(nèi)燈火通明，天舟四號貨運飛船和長征七號運載火箭整裝待發(fā)、劍指蒼穹。
“各號注意，1小時準備！”
0時56分，發(fā)射任務(wù)01指揮員王宇亮的口令響徹發(fā)射場，發(fā)射塔架回轉(zhuǎn)平臺徐徐打開。
探照燈下，乳白色的船箭組合體光暈流轉(zhuǎn)，鮮艷的五星紅旗和“中國載人航天”6個藍色大字格外醒目。
這是我國空間站建造階段的首次發(fā)射，也是空間站貨物運輸系統(tǒng)的第4次遠征。
5年前，作為我國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第二步的收官之作，天舟一號從這里拂羽飛天，踏上逐夢太空的征程。
“各號注意，30分鐘準備！”1時26分，王宇亮的口令再次響徹發(fā)射場，加注人員開始向安全區(qū)域撤離。
這是文昌航天發(fā)射場建成后執(zhí)行的第17次航天發(fā)射任務(wù)，也是第5次放飛長征七號運載火箭。
“作為空間站建造階段的首次任務(wù)，天舟四號能否成功發(fā)射，直接關(guān)系后續(xù)任務(wù)能否順利完成。”西昌衛(wèi)星發(fā)射中心總工程師鐘文安介紹。
連日來，發(fā)射場科技人員精心精細抓好質(zhì)量控制，逐個階段、逐個項目、逐個步驟分析識別，持續(xù)完善各類方案預(yù)案，確保發(fā)射任務(wù)萬無一失。
“各號注意，15分鐘準備！”1時41分，01指揮員又一次發(fā)出倒計時口令。
1年前，天舟二號滿載貨物，從這里直刺蒼穹，去追尋先其升空不久的空間站天和核心艙。8個月前，還是在這個老地方，天舟三號沖向云霄，將航天員生活物資、推進劑等貨物送往天和核心艙。
那天，兩艘貨運飛船，與天和核心艙相伴共飛，創(chuàng)下中國載人航天史上的新紀錄。
“各號注意，1分鐘準備！”口令聲中，扶持火箭的擺桿打開，發(fā)射塔架上與火箭相連的各系統(tǒng)設(shè)備自動脫落。
此時，空間站天和核心艙與天舟三號組合體正在400公里高的太空飛經(jīng)海南文昌上空。
此刻，現(xiàn)場所有人都屏住了呼吸，原本熱鬧的發(fā)射場也安靜下來，只有王宇亮的口令在天地間回蕩——
“5、4、3、2、1，點火！”
1時56分，撼天動地的轟鳴響徹海天，長征七號運載火箭托舉著天舟四號騰空而起，在夜空中劃出一道絢麗的軌跡，作別大海，飛向天和。
大海，又一次見證了中國航天的高光時刻。
“快遞”送至，等待“簽收”
助推器分離、整流罩分離、船箭成功分離……天舟四號順利進入太空。
此時，空間站天和核心艙與天舟三號組合體已在太空等待了230多天。為了迎接今年的第一個“地球來客”，“中國宮”已經(jīng)做好了各項準備——
4月20日，天舟三號從天和核心艙后向端口分離，繞飛并自動對接至前向端口，為天舟四號后向?qū)印白屬t”。
更早些時候的3月31日，天舟二號圓滿完成既定任務(wù)后，受控再入大氣層。同樣，這也是為了提前騰出交會對接口。
天和核心艙配置有5個對接口，其中后向?qū)涌凇⑶跋驅(qū)涌谟糜趯迂涍\飛船。
天舟貨運飛船是中國空間站的地面后勤補給航天器，也是現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運飛船。
為了滿足空間站建造階段密集發(fā)射的需要，天舟貨運飛船實行組批生產(chǎn)，同時生產(chǎn)了二、三、四、五號，它們的外形、功能相似或相近。
“天舟四號是我國進入空間站建造階段的首發(fā)航天器，承擔著為神舟十四號航天員提供物資保障、空間站在軌運營支持和空間科學實驗等任務(wù)。”航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師黨蓉說。
這一次，天舟四號裝載了共計200余件（套）貨物，其中包括貨包貨物和直接安裝貨物，將為神舟十四號航天員6個月在軌駐留、空間站組裝建造、開展材料科學實驗等空間應(yīng)用領(lǐng)域提供物資保障。
“天舟四號攜帶了補加推進劑約750公斤，與天舟三號相比差不多，但上行物資總重約6000公斤，比天舟三號多了300公斤，運輸能力有了進一步提高。”航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)總設(shè)計師白明生介紹，“這次沒有再帶艙外航天服，因為上邊已經(jīng)有3套了。”
此外，科研人員還根據(jù)航天員在軌使用意見，對天舟四號進行了持續(xù)改進和優(yōu)化設(shè)計——
比如，增加了貨包色彩標識，航天員查找貨物更加方便和直觀：天舟二號的貨包都是一個顏色，標簽字體也相同，不太好分辨。天舟三號的貨包綁上了不同顏色的綢帶。天舟四號則是從標識標簽上都做了顏色的區(qū)分。
與天舟三號相比，天舟四號的貨物取用也更加方便了。貨物艙里邊都是一個一個貨格，貨格上面有個蓋板，以前的設(shè)計是用螺釘擰上去的，打開、蓋上需要來回擰螺釘，天上操作就相當麻煩。這一次，科技人員在蓋板和箱體用上了尼龍搭扣，只需要第一次打開貨格的時候擰一次螺釘，后面可隨時蓋上隨時掀開，十分方便。他們還對貨包內(nèi)的緩沖泡沫也進行分塊小型化優(yōu)化設(shè)計，可減小空間占用，便于收納存儲。
如今，太空“快遞”已送至，只待神舟“簽收人”。
中國空間站進入建造階段，每半年要進行一次航天員乘組輪換和貨物補給。這意味著，天舟四號成功升空后，神舟十四號載人飛行任務(wù)也進入倒計時。
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，這段時間也是一派忙碌景象，科技人員正在為任務(wù)進行著各項準備。神舟十四號航天員乘組也已選定，根據(jù)計劃將于下個月再叩蒼穹。
弱水河畔，將見證中國人的第9次飛天。
“快遞小哥”，連戰(zhàn)連捷
天舟四號順利升空，長征七號連戰(zhàn)連捷，表現(xiàn)依舊出色。
長征七號是我國新一代中型運載火箭，自2016年首飛以來共執(zhí)行4次天舟貨運飛船發(fā)射任務(wù)，向中國空間站及空間實驗室運送大量物資，被譽為太空“快遞小哥”。
為滿足未來空間站運營的需求，這一次，研制團隊對長征七號發(fā)射前的流程進行了優(yōu)化，將測發(fā)周期較天舟三號發(fā)射時減少4天。
這是長征七號首次實現(xiàn)在一個月內(nèi)完成測試和發(fā)射。
“測發(fā)周期減少4天是一項重大流程改進任務(wù)，不僅挑戰(zhàn)著長七火箭的綜合性能，也考驗發(fā)射隊員在高強度工作環(huán)境下的應(yīng)變能力，火箭的各個分系統(tǒng)必須同時開展流程優(yōu)化工作才能達到最終目標。”航天科技集團一院長征七號運載火箭總指揮孟剛說。
地面設(shè)備恢復(fù)是長征七號進場的第一項工作，也是開展火箭測試的先決條件，僅此一項就節(jié)省時間2.5天。
航天科技集團一院長征七號運載火箭副總設(shè)計師范虹介紹：“把本發(fā)任務(wù)與前一發(fā)、后一發(fā)聯(lián)動起來，讓流程‘活’起來，前期工作做得越充分，進場之后測試任務(wù)就開展得越快越好。”
4月10日下午，長征七號開啟產(chǎn)品出箱工作。為了達到優(yōu)化流程的目標，助推器自檢、火箭芯級出箱工作以及整流罩出箱工作，首次在不同工作廠房并行開展。
“總裝團隊全員上陣，工藝員、調(diào)度員、檢驗員和負責質(zhì)量、信息化的人員全部到達現(xiàn)場，所有人都為了同一個目標鉚足了干勁。”航天科技集團一院長征七號運載火箭總裝技術(shù)負責人崔蘊介紹說，火箭產(chǎn)品出箱工作流程也由3天壓縮至2天。
天舟三號發(fā)射時，煤油加注后再進行液氧加注，這兩個是完全串聯(lián)的流程。這次發(fā)射，長征七號進行液氧與煤油并行加注，從而將發(fā)射日12小時流程縮減至8小時。
這是一項極具挑戰(zhàn)性的工作。航天科技集團一院長征七號運載火箭主任設(shè)計師邵業(yè)濤說：“液氧與煤油并行加注，就使得原來的流程得到了壓縮，同時也減少了煤油的停放時間和溫升，進一步保證了推進劑的品質(zhì)。”
天舟四號發(fā)射升空后，要與天和核心艙進行快速交會對接。這就要求火箭毫秒不差地點火升空，將其精確推送至天和核心艙所在的空間軌道面。
為此，科研人員利用迭代制導的算法擴展發(fā)射窗口。航天科技集團一院長征七號運載火箭型號辦副主任設(shè)計師沈丹說：“即使長征七號與標準的起飛時刻有偏差，只要在兩分鐘以內(nèi)，在空中它就會自己去尋找一條合適的路線，追上天和核心艙。”
值得一提的是，這一次，長征七號首次把北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為導航接收的第一優(yōu)先級。
“也就是說，火箭起飛以后，導航都是優(yōu)先由北斗系統(tǒng)來提供的。”沈丹表示。
事實上，長征七號目前的總體技術(shù)狀態(tài)已趨于穩(wěn)定，飛行可靠性評估值達0.9838這一國際先進水平。
轟鳴聲中，大量白霧霎時升騰，長征七號噴涌著尾焰拔地而起，很快便托舉著天舟四號沿著預(yù)定軌道，消失在茫茫夜空。
站在文昌航天發(fā)射場指控大樓遠眺，長征七號發(fā)射塔架依舊矗立海濱。不遠處，便是另一個發(fā)射塔架。
年底前，問天和夢天實驗艙將從這個塔架飛赴天宇，與天和核心艙對接形成中國空間站“T”字形構(gòu)型。“如果再加上2艘載人飛船和1艘貨運飛船，一個總質(zhì)量接近100噸的中國空間站將呈現(xiàn)在世人面前。”中國載人航天工程總設(shè)計師周建平說。
屆時，“中國宮”就是浩瀚宇宙中最亮的“星”。 （記者李國利、孫魯明、張瑞杰、陳凱姿；參與采寫：潘晨、王偉童、黃國暢）
新華社海南文昌5月10日電
（責任編輯：支艷蓉）
