天舟一号诞生记

2017-04-21 18:13:58  来源:新华社
  

  新华社海南文昌4月21日电新华社记者王经国、李国利、曾涛

  海风轻拂,拂不平海南文昌今夜的热闹非凡。

  欢呼阵阵,喊不尽航天人此刻的心潮激荡。

  磨砺六载许,我国首艘货运飞船终于亮相!4月20日晚,天舟一号在长征七号遥二火箭的托举下升空,进入预定轨道,奔向早已等待在太空的天宫二号。

  这是我国空间货物运输系统的首次飞行试验,标志着我国载人航天“三步走”战略第二步的收官之战正式打响,空间站时代大幕正式开启。一座里程碑的背后,有太多的时光和故事需要铭记。

  立项命名

  在中国载人航天工程“三步走”战略的实施进程中,我国先后实现了载人天地往返、交会对接、航天员中长期驻留等关键技术的突破,而要全面迈入空间站时代,空间货物运输系统是必不可少的基础工程。研制货运飞船也成为航天人的又一使命。

  2010年底,启动货运飞船工程立项论证工作。中国航天科技集团空间技术研究院(五院)递交了精心准备的一套飞船研制方案,参与竞标。

  对于五院来说,他们并非零基础:神舟飞船和天宫一号的研制历程和丰富经验,为货运飞船的设计建造奠定了深厚的技术基础。

  没有太多悬念,五院航天人接过了设计建造我国首艘货运飞船这一重任。之后,货运飞船总设计师白明生带领他的团队,对项目方案进行进一步研究论证。

  2011年1月27日,货运飞船的立项论证结束,转而进入方案研制阶段。彼时,我国货运飞船雏形已显现:全长9米以上、最大直径3.35米、质量13吨、最大上行货物运载量达到6.5吨。

  “无论是运货能力还是平台功能,我国研制的货运飞船将达到世界先进水平。”五院载人航天总体部载人航天器总体研究室副主任张健说。

  2011年4月25日,中国货运飞船名称征集活动正式启动。不到2个月的时间里,组委会收到9640份提名:天梭、鲲鹏、天舟、神龙、龙舟……

  这艘备受关注的货运飞船,终于在2013年10月31日向公众公布了它的命名:天舟,代号“TZ”。

  初样研制

  从方案到初样,是从设计图纸到试验车间的转换。这个过程曲折艰难,更是对广大科技人员的磨砺。

  对照方案和需求,航天科技人员将一个个单机产品设计定型,再产出样品。一件样品要经历成百上千次测试,放在真空、原子氧、光辐照等各类复杂环境下“捶打”检验。

  在力学试验中,他们模拟海上、陆地运输过程中的环境和长征七号运载火箭发射过程中的振动、噪声,检验产品的承载抗冲击能力;热试验中,他们充分预估飞行姿态在飞行中冷背景、太阳辐照、地球红外辐射等环节对产品的影响,不断调整产品热控功能……

  张健介绍,在初样研制阶段,他们进行试验的单机类产品达到百余台。

  然而,单机产品阶段,只是初样研制阶段的基础工程。从单机到分系统,到整体系统,再到与火箭、测控、通信等各大系统的耦合,并不是简单的产品逐级组合过程。

  “有一些测试,必须要到更高一级的系统中才能做,而有一些产品,在单机试验时没有任何问题,但组合之后会出现匹配性问题。”张健介绍,各类试验在每个级别阶段都要做到,以验证产品的可靠性和兼容性。

  试验阶段,是型号研制中最为重要的工作,这个过程漫长而单调,要耗费大量人力物力。然而不断地重复、不断地提高标准,甚至不断地自我否定,只为能让产品经百炼而无恙。

  为了满足今后各类的货物运输需求,天舟系列货运飞船的设计按照模块化思路搭建平台型谱,可构成“全密封”“半开放”和“全开放”货运飞船。

  为此,天舟团队研制了另一艘半开放状态的货运飞船。多一件产品,意味着多上万次试验,更意味着多一份责任和压力。

  2014年8月底,货运飞船初样研制完毕,天舟系列基本定型。

  投产总装

  初样转正样,是产品由试验测试到工程应用阶段的升级。

  升级并不容易!货运飞船产品初样要历经几十位专家的评审、推敲,甚至质疑,各类性能、状态得到肯定和认可后,产品才能进入投产阶段。

  2014年9月,天舟货运飞船进入正样研制。正样投产的只有一艘全封闭状态货运飞船,任务定位即为我国空间货物运输系统的首次飞行试验。

  在投产的初期,在原本规定的与天宫二号交会对接、推进剂在轨补加等任务外,又增加了搭载数项载荷,实施在轨载荷试验的任务。无疑,这对研制团队来说,是一个并不轻的担子。

  正样投产期间,工作的核心是对产品质量的检测。如何做到既达到规定指标,又避免出现质量问题?研制团队严格把控标准,完成了正样试验和测试。

  力学试验、热试验、电磁试验……重复过无数次的试验在综合验证平台上再次重复。“在可靠性测试问题上,容不得一丝马虎,绝不能把问题带到货运飞船上。”张健说。

  2015年4月,正样投产结束,天舟一号货运飞船的结构、管路、内饰基本完成,我国首艘货运飞船已现雏形。

  进入总装阶段,工作人员将各个单机设备一一装入舱内,连接好电缆。数百根电缆、上千个接插件,保证无一差错。

  由单舱到整舱,再到货物舱与推进舱的对接,管路检测、舱体检漏、火工品测试……

  在产品生产的最后阶段,工作人员格外谨慎细致,对产品精益求精,甚至连一个旋钮的设计安装都充分考虑到航天员的感受。

  “我们的航天产品,不仅要能用,更要好用,能有利于航天员快捷方便完成各项任务。”张健说。

  2017年1月,在经历又一番严苛的出厂评审后,天舟一号货运飞船终于拿到了一张珍贵的产品合格证。

  踏上征程

  2017年2月5日,历经6年艰苦研制的天舟一号货运飞船从天津出发,乘船前往海南文昌。

  3月30日,天舟一号完成总装;4月5日,天舟一号完成推进剂加注;4月9日,天舟一号完成吊装,与长征七号遥二运载火箭形成组合体。

  4月17日,船箭组合垂直转运至发射塔架;4月20日19时41分,长征七号运载火箭发射升空。

  接下来,天舟一号将首次以天基测控体制为主实施飞行控制,首次在轨实施飞行器间推进剂补加,首次开展全自主快速交会对接试验,首次实施主动离轨受控陨落……

  天舟一号亮丽的太空足迹,属于中国航天事业,更属于亿万中华儿女。

【责任编辑:刘必泳】
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