天舟一號誕生記

來源︰新華社作者︰王經國 李國利 曾濤責任編輯︰劉航
2017-04-21 17:04

海風輕拂,拂不平海南文昌今夜的熱鬧非凡。

歡呼陣陣,喊不盡航天人此刻的心潮激蕩。

磨礪六載許,我國首艘貨運飛船終于亮相!4月20日晚,天舟一號在長征七號遙二火箭的托舉下升空,進入預定軌道,奔向早已等待在太空的天宮二號。

這是我國空間貨物運輸系統的首次飛行試驗,標志著我國載人航天“三步走”戰略第二步的收官之戰正式打響,空間站時代大幕正式開啟。一座里程碑的背後,有太多的時光和故事需要銘記。

立項命名

在中國載人航天工程“三步走”戰略的實施進程中,我國先後實現了載人天地往返、交會對接、航天員中長期駐留等關鍵技術的突破,而要全面邁入空間站時代,空間貨物運輸系統是必不可少的基礎工程。研制貨運飛船也成為航天人的又一使命。

2010年底,啟動貨運飛船工程立項論證工作。中國航天科技集團空間技術研究院(五院)遞交了精心準備的一套飛船研制方案,參與競標。

對于五院來說,他們並非零基礎︰神舟飛船和天宮一號的研制歷程和豐富經驗,為貨運飛船的設計建造奠定了深厚的技術基礎。

沒有太多懸念,五院航天人接過了設計建造我國首艘貨運飛船這一重任。之後,貨運飛船總設計師白明生帶領他的團隊,對項目方案進行進一步研究論證。

2011年1月27日,貨運飛船的立項論證結束,轉而進入方案研制階段。彼時,我國貨運飛船雛形已顯現︰全長9米以上、最大直徑3.35米、質量13噸、最大上行貨物運載量達到6.5噸。

“無論是運貨能力還是平台功能,我國研制的貨運飛船將達到世界先進水平。”五院載人航天總體部載人航天器總體研究室副主任張健說。

2011年4月25日,中國貨運飛船名稱征集活動正式啟動。不到2個月的時間里,組委會收到9640份提名︰天梭、鯤鵬、天舟、神龍、龍舟……

這艘備受關注的貨運飛船,終于在2013年10月31日向公眾公布了它的命名︰天舟,代號“TZ”。

初樣研制

從方案到初樣,是從設計圖紙到試驗車間的轉換。這個過程曲折艱難,更是對廣大科技人員的磨礪。

對照方案和需求,航天科技人員將一個個單機產品設計定型,再產出樣品。一件樣品要經歷成百上千次測試,放在真空、原子氧、光輻照等各類復雜環境下“捶打”檢驗。

在力學試驗中,他們模擬海上、陸地運輸過程中的環境和長征七號運載火箭發射過程中的振動、噪聲,檢驗產品的承載抗沖擊能力;熱試驗中,他們充分預估飛行姿態在飛行中冷背景、太陽輻照、地球紅外輻射等環節對產品的影響,不斷調整產品熱控功能……

張健介紹,在初樣研制階段,他們進行試驗的單機類產品達到百余台。

然而,單機產品階段,只是初樣研制階段的基礎工程。從單機到分系統,到整體系統,再到與火箭、測控、通信等各大系統的耦合,並不是簡單的產品逐級組合過程。

“有一些測試,必須要到更高一級的系統中才能做,而有一些產品,在單機試驗時沒有任何問題,但組合之後會出現匹配性問題。”張健介紹,各類試驗在每個級別階段都要做到,以驗證產品的可靠性和兼容性。

試驗階段,是型號研制中最為重要的工作,這個過程漫長而單調,要耗費大量人力物力。然而不斷地重復、不斷地提高標準,甚至不斷地自我否定,只為能讓產品經百煉而無恙。

為了滿足今後各類的貨物運輸需求,天舟系列貨運飛船的設計按照模塊化思路搭建平台型譜,可構成“全密封”“半開放”和“全開放”貨運飛船。

為此,天舟團隊研制了另一艘半開放狀態的貨運飛船。多一件產品,意味著多上萬次試驗,更意味著多一份責任和壓力。

2014年8月底,貨運飛船初樣研制完畢,天舟系列基本定型。

投產總裝

初樣轉正樣,是產品由試驗測試到工程應用階段的升級。

升級並不容易!貨運飛船產品初樣要歷經幾十位專家的評審、推敲,甚至質疑,各類性能、狀態得到肯定和認可後,產品才能進入投產階段。

2014年9月,天舟貨運飛船進入正樣研制。正樣投產的只有一艘全封閉狀態貨運飛船,任務定位即為我國空間貨物運輸系統的首次飛行試驗。

在投產的初期,在原本規定的與天宮二號交會對接、推進劑在軌補加等任務外,又增加了搭載數項載荷,實施在軌載荷試驗的任務。無疑,這對研制團隊來說,是一個並不輕的擔子。

正樣投產期間,工作的核心是對產品質量的檢測。如何做到既達到規定指標,又避免出現質量問題?研制團隊嚴格把控標準,完成了正樣試驗和測試。

力學試驗、熱試驗、電磁試驗……重復過無數次的試驗在綜合驗證平台上再次重復。“在可靠性測試問題上,容不得一絲馬虎,絕不能把問題帶到貨運飛船上。”張健說。

2015年4月,正樣投產結束,天舟一號貨運飛船的結構、管路、內飾基本完成,我國首艘貨運飛船已現雛形。

進入總裝階段,工作人員將各個單機設備一一裝入艙內,連接好電纜。數百根電纜、上千個接插件,保證無一差錯。

由單艙到整艙,再到貨物艙與推進艙的對接,管路檢測、艙體檢漏、火工品測試……

在產品生產的最後階段,工作人員格外謹慎細致,對產品精益求精,甚至連一個旋鈕的設計安裝都充分考慮到航天員的感受。

“我們的航天產品,不僅要能用,更要好用,能有利于航天員快捷方便完成各項任務。”張健說。

2017年1月,在經歷又一番嚴苛的出廠評審後,天舟一號貨運飛船終于拿到了一張珍貴的產品合格證。

踏上征程

2017年2月5日,歷經6年艱苦研制的天舟一號貨運飛船從天津出發,乘船前往海南文昌。

3月30日,天舟一號完成總裝;4月5日,天舟一號完成推進劑加注;4月9日,天舟一號完成吊裝,與長征七號遙二運載火箭形成組合體。

4月17日,船箭組合垂直轉運至發射塔架;4月20日19時41分,長征七號運載火箭發射升空。

接下來,天舟一號將首次以天基測控體制為主實施飛行控制,首次在軌實施飛行器間推進劑補加,首次開展全自主快速交會對接試驗,首次實施主動離軌受控隕落……

天舟一號亮麗的太空足跡,屬于中國航天事業,更屬于億萬中華兒女。

(新華社海南文昌4月21日電)

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