太空“快递员”来聚会

◆本刊综合

太空“快递员”来聚会

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你们还记得将快递送到全世界的“超级飞侠”乐迪吗？几个月前，它的同行小伙伴——“天舟一号”货运飞船竟然将快递送到了太空中。

从地球出发后，经过一天多的快速飞行，“天舟一号”货运飞船成功地将货物送到“天宫二号”空间实验室手中，然后和它紧紧拥抱在一起。接着，两个家伙表演了“太空芭蕾”：转体180°、绕飞……

告诉你们哦，“天舟一号”货运飞船不是世界上第一个太空“快递小哥”。“进步号”货运飞船、ATV、“天鹅座”等都是有名的太空“快递员”。我们来认识一下它们吧！

既然有载人飞船，为什么送快递非得劳烦货运飞船呢？它们有什么区别吗？

原型：载人飞船

载人飞船将人货混装，一次只能给空间站送去几百千克的物资，效率低，大大影响了空间站的运行寿命和站上航天员在轨工作时间。

而且它的成本高昂，还给航天员的生命安全带来了很大风险。

升级版：货运飞船

货运飞船由载人飞船演变而来，但青出于蓝而胜于蓝，能力更强，用途更广，备受人们青睐。

作为十项全能太空运输专家，它们在运载能力和运输成本上完爆载人飞船，堪称各国空间站的最强后援团，很不简单哟。

货运飞船既能给航天员送去饮用水、食品等生活物资，补充空间站维持运行轨道高度而消耗的推进剂，还能运送航天员在空间站中做实验需要用到的仪器、设备和材料以及建设、维修空间站的各种零部件。

除了送货外，货运飞船还能从空间站带走各种垃圾，安全负责地把空间站的科研产品送回地球。

更重要的是，有了能干的无人驾驶货运飞船，航天员就不用承担辛苦而危险的太空送货工作了。只需时不时地收发下太空快递，人们就能在空间站愉快地长期工作、生活下去。

各家“快递员”齐亮相

随着国际空间站的开建，货运飞船迎来了全盛时代，美国、欧洲太空局和日本纷纷成为了货运飞船玩家。

你们不知道吧？全世界已经发射过约180艘货运飞船。如今，各家特色鲜明的现役货运飞船齐亮相，我们可以一饱眼福了。

“进步号”货运飞船：太空“老大哥”

20世纪70年代，前苏联和美国开始玩空间站。随着空间站不断发展，太空运输要求越来越高，前苏联的航天人有点吃不消了。

忍受了数年后，一天，航天专家们突然福至心灵：不就是送个太空快递嘛，干吗不搞艘无人驾驶货运飞船呢？

作为货运飞船家族的开山怪，“进步号”货运飞船完全以“联盟号”载人飞船为蓝本，可以说是去除了所有载人飞行相关设备的极简版“联盟号”。

它的长度超过7米，总重量大约7吨，由货物舱、补给舱和服务舱组成，拥有约2.5吨的低轨道太空货运能力。

1978年1月20日，第一艘“进步号”货运飞船发射升空，把史上第一单太空“快递”送到了“礼炮”6号空间站。此后，前苏联（或俄罗斯）对“进步号”货运飞船进行多次改进，且发射了不少货运飞船。截至2016年底，“进步号”及其改进版系列飞船共完成了155次太空飞行，其中只有3次失败纪录。凭借这份霸气的成绩单，外观朴实的“进步号”货运飞船铸就了不朽的航天传奇。

现役“进步-M”系列货运飞船使用Probe-Cone接口与空间站自主对接，定期为空间站补给物资和燃料。在一次飞行任务中，它可以运输约1.7吨物资，或为空间站注入约1.9吨火箭推进剂。卸货后的“进步号”货运飞船用货物舱带走空间站的垃圾，重返大气层并化为一团熊熊烈火。

由于体积和对接口的限制，“进步号”系列货运飞船的运载能力比起后来者相形见绌。服务过多个俄罗斯空间站且为国际空间站立下汗马功劳的“进步号”货运飞船，令人不得不感慨：“廉颇老矣。”

ATV：运载“大力士”

加入国际空间站项目后，欧洲小伙伴们分到了补充燃料和运输科研物料的任务，也要顺便送点氧气、辣条、火腿肠之类的小件。为了不辱使命，欧洲太空局组织研发了自动转移飞行器ATV。

ATV是货运飞船中的巨无霸，长度超过10米，直径达到了4.5米，形如带着一个尖头的大圆筒，外表呈蛋壳色，重约10吨。

内部构造像双层巴士的ATV拥有傲视同侪的大型加压货舱和燃料舱，可以携带重达7吨的货物冲上太空，是迄今为止已发射使用的运载能力最大的货运飞船。

它也使用Probe-Cone接口与国际空间站自主对接，一次最多可以补给5.5吨物资，或补充4.5吨火箭燃料。当然，它也能带走空间站中的废弃物。

2008年3月9日，ATV-1飞船从法属圭亚那的库鲁航天发射场顺利升空，浪漫的法国人把科幻大师儒勒·凡尔纳的名字赋予了这艘飞船。

ATV系列货运飞船设计精良，但和发射它的阿丽亚娜火箭一样，都很昂贵，完成一次发射需要花费5亿美元以上。成功发射5次后，2015年2月15日，ATV-5为计划中的飞行任务画上了圆满的句号，欧洲太空局“太空快递公司”也暂时停业。

近期，欧洲航天局正在ATV的基础上研制可以运送货物且能返回地球的“先进再入飞行器”货运飞船，预计在今年或明年首飞。

“鹳”货运飞船：运送大件本领高

根据H-II系列运载火箭的特点，日本宇宙航空研究开发机构量身定制了简称为“HTV”的货运飞船。2009年9月10日，首艘HTV-1从日本种子岛航天发射场升空。

HTV又被称为“鹳”货运飞船，然而HTV几乎是一个长9.8米、直径4.4米的圆柱体，似乎叫“罐”货运飞船更加合适。满载货物的HTV重达16.5吨，可以一次派送6吨太空快递。

HTV无法与国际空间站自动交会对接，必须先靠泊在空间站10米外，用空间站的机械臂抓取后再使用接口对接。由于舱门大，与空间站的接口各边均加宽到了约1.2米，所以HTV可以运送其他货运飞船无法运送的大件物品，比如空间站内部书架大小的设备架、大型站外仪器等。

从2009年到2016年，日本向国际空间站共成功发射了6艘“鹳”货运飞船，这些飞船在派送快递之余还进行了一些重要的科学实验。未来，“鹳”货运飞船和它的改进版货运飞船，还将继续向太空派送单程快递。

“龙”飞船：带回货物是绝招

财大气粗的美国国家航空航天局（NASA）对货运飞船一直不太上心，然而在全部航天飞机退役后，他们才如梦方醒地发现：美国既没有了能载人的航天器，也没有能送货的飞船！

进行一番谋划后，NASA决定把送快递的粗活委托给私营航天公司，美国太空探索技术公司研制的“龙”飞船和美国轨道科学公司研制的“天鹅座”飞船就此粉墨登场。

“龙”飞船很小巧，长约6米，最大直径为3.7米，重4.2吨，主体形如截去了尖端的子弹。它拥有一个加压舱和一个非加压舱，理论上可以运载6吨物资。

“龙”飞船是唯一可以运回货物的货运飞船，因此开辟了往返快递业务。为什么它能带回货物呢？

因为它有热防护罩，在返回地球时，能够承受约3.3吨有效载荷进入大气层，使用减速降落伞平稳着陆。而其他货运飞船没有热防护罩，在再入大气层时只能被烧毁。

2012年5月22日，“龙”飞船以世界上第一艘靠泊国际空间站的私营商业飞船永载史册。在一系列后续发射中，“龙”飞船和运载它的“猎鹰9”火箭多次发射失败。不过美国太空探索技术公司并没有缩手缩脚，之后成功研发了可载人和运货的第二代“龙”飞船。这种飞船的自动化程度很高。

“天鹅座”飞船：低成本的“铁罐头”

“天鹅座”飞船成本低廉，采用了大量来自俄罗斯、乌克兰的廉价部件，外观简陋得像一个铁皮罐头，由密封加压货舱和通用服务舱组成。

标准型“天鹅座”飞船长5.1米，直径为3.07米，可运载货物约1.7吨。在进行第五次飞行任务前，美国轨道科学公司把飞船加长1.2米，推出了运载能力为3.5吨的增强型“天鹅座”飞船。

2013年9月18日，第一艘“天鹅座”飞船进行了首次验证飞行，2014年1月，正式开始为国际空间站运送货物。“天鹅座”飞船也是靠泊式货运飞船，不能为空间站补充推进剂。

迄今为止，“天鹅座”飞船取得了7次发射6次成功的不错成绩，未来还将为国际空间站送两次快递。

“天舟一号”：强壮的“快递小哥”

“天舟一号”是我国自主研制的第一艘货运飞船。它以“天宫”系列航天器为蓝本设计，是一次性使用的全密封货运飞船。

“天舟一号”全长约10.6米，最大直径为3.35米，起飞质量达到了13吨，是我国目前体积最大、重量最重的航天器。与其他国家的现役货运飞船相比，“天舟一号”算得上是一位重量级选手。连我国的“神舟十一号”飞船和“天宫二号”空间实验室都不如它的块头大。

“天舟一号”的外观像两个圆柱体连接在一起，由大型密封加压货舱和动力舱组成。它身强力壮，肚大能容，可以装下约6吨物资，其中包括火箭推进剂、维修设备、航天员的生活用品和空间科学实验设备等，运载能力相当于“神舟”载人飞船的20倍以上。下行坠毁前，它还能带走约6吨废弃物。

由于设计优良，“天舟一号”具备“皮薄馅多”的优点，有效载荷接近发射重量的48%，如此强悍的运载能力在货运飞船大家族中名列前茅。

作为中国货运飞船的开路先锋，“天舟一号”在出发前受了不少苦呢。比如，它一直在减肥：甩掉了“腰部赘肉”，连接框变成镂空形式，只保留了结构受力部分；去除“皮下脂肪”，壁板尽可能薄；除去货架上的“赘肉”，货架采用轻质高强度材料……

4月20日，在人们的瞩目下和巨大的破空声中，“天舟一号”发射升空，直接飞向“天宫二号”空间实验室。

接下来，它与“天宫二号”空间实验室进行了2次自主交会对接，一个月后，还将首次尝试6小时自主快速交会对接。在与“天宫二号”空间实验室对接为组合体的飞行过程中，“天舟一号”会完成3次“太空加油”任务，为“天宫二号”空间实验室进行3次在轨推进剂加注。

如果你以为“天舟一号”只负责送货、加油，那你就错了，它还是科学家。在独自飞行期间，它进行了一系列空间科学实验。这些实验只能在摆脱了地球引力的太空环境中完成。

完成既定任务后，“天舟一号”将离轨，陨落至预定安全海域。

未来，我国将建设自己的空间站，中国航天事业将进入一个全新的时代。