2022，中国航天正在创造新的历史

郑蔚

2022年5月10日凌晨1时56分，随着海南文昌航天发射场发射任务01指挥员王宇亮一声令下：“点火！”长征七号专用发射塔架上的长七遥五运载火箭立即喷吐出阵阵烈焰。伴随着滚雷一般的巨响，它以近700吨的推力将天舟四号货运飞船托举而起。飞行602秒后，运载火箭成功实现船箭分离，目送天舟四号渐行渐远，飞往中国空间站的预定太空轨道。2点23分，太阳能帆板顺利打开。

经过近7个小时的飞行，上午8时54分，天舟四号货运飞船在距地球400公里高的轨道上，采用自主快速交会对接模式，成功对接中国空间站天和核心舱后向端口，本次发射、飞行和交会对接取得圆满成功。这是2022年我国空间站建造阶段预定6次发射任务的首次发射，正式开启了中国空间站全面建造的大幕。

今年五四青年节到来之际，习近平总书记在给中国航天科技集团空间站建造青年团队的回信中说，9年来，从天宫、北斗、嫦娥，到天和、天问、羲和，中国航天不断创造新的历史，一大批航天青年挑大梁、担重任，展现了新时代中国青年奋发进取的精神风貌。

2022年，中国航天还将不断创造新的历史！

5月10日，天舟四号货运飞船发射成功，意义非同小可。航天科技集团第五研究院货运飞船系统副总设计师党蓉说：“天舟四号是我国进入空间站建造阶段的首发航天器，装载了共计200余件（套）货物，上行物资总重约6000公斤，上行物资比天舟三号增加了300多公斤。它承担着为神舟十四号航天员提供物资保障、空间站在轨运营支持和空间科学实验等任务。”

航天五院的专家介绍说，天舟货运飞船由密封货物舱和推进舱构成，整船总长10.6米，舱体最大直径3.35米，太阳电池翼展开后的最大宽度近15米。天舟四号和天舟三号货运飞船在外观上是一致的。

天舟四号货运飞船有哪些科技创新的亮点？

航天五院货运飞船系统副总设计师徐小平说，首先，天舟货运飞船与国外同类现役货运飞船相比，上行能力强大，载货比（最大载货量与满载时货运飞船总重量之比）高。天舟四号的最大上行载货量达6.5吨，在满载情况下总重量为13.5吨，推进剂补加能力达2.1吨。在上行物资能力方面，现役的俄罗斯“进步M1号”货运飞船的上行能力为3.2吨；美国“天鹅座”改进型货运飞船的上行能力是3.5吨。

其次，天舟货运飞船突破了推进剂补加技术，是实施我国空间站组装建造和运营的关键之一。此次发射的天舟四号还装满了推进剂，对接成功后将变身天宫“加油站”，为空间站的在轨运行提供燃料补充，可有效提高空间站的使用寿命。

天舟四号还有一项重要设计，对飞行测控至关重要，就是以天基测控体制为主的设计原则，实现了关键事件全程跟踪测控、在轨异常及时监测处置，减少了过去对陆基测控站和海基测量船的依赖。

天舟货运飞船与空间站的交会对接被称为“太空之吻”，是货运飞船成功与否的关键。快速对接模式，是俄罗斯进步M-16M货运飞船在2012年8月尝试的，但关键时刻仍需要地面干预。天舟货运飞船首次提出了基于绝对定位数据的快速交会对接自主导航与制导方案，解决了依靠地面定轨、计算时，注入时间长、难以实施快速交会对接的难题，交会对接时间由2天缩短至6.5小时，在国际上首次实施了全自主的快速交会对接，并设计了前向、后向、径向绕飞方案，可与空间站不同对接口对接，提高了任务适应能力。

航天科技集团第八研究院805所的设计师介绍说，我国空间站的建造犹如“搭积木”，而连接起各个舱段的“关节”正是对接机构。考虑到未来空间站建造需要适应8～180吨重的各种吨位、各种方式（包括偏心对接）的对接，特别是在对接过程中将会产生巨大的对接能量，对于对接机构的缓冲耗能能力要求很高。为了让两个重量级的航天器在对接时可以“轻盈优雅”，设计师们通过大量的技术攻关和方案论证，系统性提出了可控阻尼的控制思路，通过可控阻尼器单机产品，既不影响原捕获性能、方便捕获，又可以消耗对接机构捕获后产生的巨大撞击能量，成功突破了空间站建造的这项关键技术。

这次天舟四号货运飞船将为即将启程的神舟十四号航天员乘组送上什么新的“吃穿用”物品？航天员科研训练中心天舟四号发射任务试验队责任总师王春慧说，根据神舟十三号航天员乘组完成任务返回地面后反馈的意见，为神舟十四号乘组增加了4种蔬菜，使蔬菜的种类达到了32种；还为航天员安排了中秋、国庆等节日食品，以及执行重大任务后的奖励食品。为了给航天员的太空生活增添一些色彩，还特意安排了食品“盲盒”，航天员在太空过生日时会收到一个带来惊喜的“生日盲盒”礼物。

据悉，在空间站停靠期间，天舟四號还将按计划开展多项在轨试验。

将天舟四号货运飞船送上太空的长征七号运载火箭，是我国新一代中型运载火箭。这次是长征七号首次实现在一个月内完成测试和发射。

中国航天科技集团第一研究院长七火箭总体主任设计师邵业涛介绍说，本次是长七火箭与天舟系列货运飞船第四次携手奔赴太空，火箭总体技术状态逐渐趋于稳定，飞行可靠性评估值达0.9838这一国际先进水平。

本次任务，火箭共有射前流程优化和可靠性提升等17项技术状态变化。其中包括，在发射日并行加注液氧煤油，减少了射前准备时间、降低了对人员设备气象保障等条件的要求、提高了发射可靠性；部分箭上器件装箭后运往发射场，部分测试项目出厂前进行……通过这一系列举措，火箭测发周期减少了4天，由原来的31天缩减到27天。这也是长七火箭首次实现在一个月完成测试、发射。

長七火箭是个“钢筋铁骨”的大个子，体重几百吨，但90%甚至更多都是燃料。火箭总体重500余吨，但箭体外壳、电缆、仪器等加在一起只有50余吨，其余都是液氧煤油推进剂的重量。

航天一院总体部火箭设计专家徐利杰说：“燃料在火箭整个体重中比重越大，火箭的结构效率越高，说明设计越合理。”他说，在设计中，火箭的外壳、电缆、仪器等重量被称为“死重”，要把这些部件尽可能设计得简洁、功能强大，以减轻重量。

论“力气”，长七火箭近地轨道运载能力达到13.5吨，比采用传统燃料的运载火箭多出一半以上。其中，芯一级和助推器上的6台液氧煤油发动机可提供超过700吨的起飞推力。

而且，它不仅能在8级大风中转场，还能在中雨里发射，不管“风吹雨打”，都能送载荷精准入轨。为了应对海南湿热多雨、台风频繁的气候，长征七号火箭具备了全天候发射能力，可以在低温燃料加注后停放24小时，为成功发射争取更多有利时间，形象地说就是“想打就打”。

航天一院总体部火箭设计专家朱平平介绍，以长五、长七为代表的新一代运载火箭，加注的推进剂分别是液氢、液氧、煤油，都是低温燃料，其中液氢的温度达-253℃，液氧的温度达-183℃。液氢、液氧燃烧后产生的是水，无毒无污染，且大大提高了火箭的运载能力。

中国载人航天工程总设计师周建平说：“从天舟四号升空起，我国空间站工程将进入建造阶段。今年年内总共将发射2个空间站实验舱、2艘载人飞船、2艘货运飞船，再将6名航天员送入中国空间站，并将首次实现6名航天员同时在轨。”

他还透露，神舟十四号载人飞船将于今年6月发射升空，航天员将在空间站迎接“天梦”、“天问”2个实验舱的到来。今年年底前，神舟十五号航天员乘组也将飞往中国空间站，与神舟十四号航天员“会师”太空。建成后的中国空间站由3个舱段、2艘载人飞船和1艘货运飞船构成，总重量近100吨，装载着空间生命和生物科学、材料科学、燃烧和微重力流体科学、基础物理等领域的大量先进实验装置。

2022年是中国航天的“大年”：

2月27日，长征八号遥二运载火箭在文昌航天发射中心成功发射，一箭22星！

4月30日，长征十一号运载火箭在我国黄海南部海域，以“一箭五星”方式成功发射吉林一号高分系列卫星。这是我国首次实现运载火箭海上“一站式”发射，即总装、总测、出港、发射一体化。预计，今年还将有1～3次海上发射计划，包括低倾角圆轨道和太阳同步轨道……

国家航天局副局长吴艳华介绍说，自2016年至2021年年底，我国共实施207次发射，长征火箭发射成功率96.7%。2021年全年我国航天发射次数达到55次，位居世界第一。2022年总共将有40次以上航天发射任务，年内中国空间站将全面建成，意味着我国载人航天工程“三步走”发展战略最终实现。

“目前，我国在轨工作的各类卫星超过500颗，航天技术与服务深度融入经济社会发展，为支撑平安中国、健康中国、美丽中国、数字中国建设等发挥重要作用。”吴艳华说。

中国航天还在不断创造新的历史。中国探月工程总设计师吴伟仁说，我国的探月工程四期已于2021年底正式立项，并进入实施阶段。“探月工程四期的主要目标是对月球南极开展科学探测，计划在2030年前建立起月球科研站的基本型。”他说，探月工程四期规划了4次任务，第一次是已成功实施的“嫦娥四号”，后续还有3次任务，分别是“嫦娥六号”、“嫦娥七号”和“嫦娥八号”。其中“嫦娥六号”主要到月球的高价值地区进行采样返回，后续还有新的月壤样品返回地球；“嫦娥七号”主要对月球极区进行科学探测，特别是对月球的水冰分布进行探测；“嫦娥八号”将与“嫦娥七号”协同工作，主要开展月球资源开发利用技术试验验证和长期科学探测，对月球进行大范围、全尺度、长周期观测，并为科研站后续的关键技术进行验证。“嫦娥六号”和“嫦娥七号”有望于2025年前后实施发射任务。

他说，科学家们还很期待能在月球南极探测到水冰。“探月工程四期还研制了飞跃器，着陆之后采用飞跃器，从着陆点飞向可能有水冰的月坑方向，开展勘察、采集样本。”

航天五院天问一号探测器总设计师孙泽洲告诉记者，截至去年12月31日，祝融号火星车在火星表面累计行驶超过1400米，获取巡视探测原始科学数据约560GB，能源充足、状态良好。现在，他正瞄准的是2030年前实施的火星采样返回任务。“这是科学探索的无人区。我们航天人将牢记习总书记嘱托，我们一定要奋力奔跑。”他说。

（编辑 韦 潇）