中国首次“太空加油”全过程解析

中国首次“太空加油”全过程解析

编者按：

4月27日晚，我国天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验。在轨补加推进剂，给太空中的航天器“加油”，可以大大延长航天器寿命，是建设空间站的关键技术之一。

据了解，目前，国际上掌握在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯和美国等少数国家，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。围绕在轨补加技术，各国也提出了气体回用法、被压法、放空法和贯通法等不同方法，来自中国航天科技集团公司六院801所的科研人员经过比对调研，选用的是无增压气体损耗的气体回用法，这种方法系统设计难度较大，但气体资源利用率高，突破该技术对于未来空间站建设具有重大意义。

推进剂在轨补加技术是个复杂的过程，为了方便读懂此项技术，我们概括为如下6个步骤。

组合体示意图由中国航天科技集团公司五院提供加注示意图由801所科研人员和中国航天报社人员共同绘制

天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成对接后，分别安装于两个飞行器的浮动断接器对接完成，实现补加管路的无缝连接，完成太空加油的“油枪”对接。

天舟一号货运飞船气瓶内气体进入补加管路，检查是否有气体泄漏，实现油管检漏，确保严丝合缝。

『太空加油』难点

← 难点一

压气机要具有很强的空间环境适应性和高度集成化、小型化，并要确保长期可靠运行，这在国内无研制经验可供借鉴。

← 难点二

要确保接口在低温环境里密封，推进剂如果泄露，就会自燃或污染飞行器。

← 难点三

天地差异大，温度环境复杂，要利用有限的参数，精准判断管道漏率，确保补加安全。

← 难点四

推进剂补加时，要准确控制流速，及时预报补加量，采取多重可靠性措施，确保补加安全可靠。

← 难点五

推进剂易挥发，每次加注完需要把管道里的剩余推进剂进行吹除,同时吹除过程中要尽可能不污染飞行器表面。

← 难点六

推进剂分为燃料和氧化剂两种推进剂，两者不能“见面”，否则会发生爆炸，所以推进剂补加系统实际是由燃料加注系统和氧化剂加注系统两套系统独立组成的。