中秋节前“太空新快递”送了哪些礼物

　　9月20日下午，天舟三号货运飞船发射任务取得圆满成功。 新华社发

　　新华社电 昨日下午，天舟三号货运飞船发射任务取得圆满成功。中秋节前，“太空快递小哥”长征七号运载火箭为天和核心舱送去海量“包裹”。

　　当日15时10分，搭载天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约597秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，15时22分，飞船太阳能帆板顺利展开且工作正常。我国空间站在轨建造阶段第四次发射任务取得圆满成功。

　　据中国载人航天工程办公室介绍，后续天舟三号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。

　　航天员要在空间站长期驻守，吃、穿、用乃至呼吸所需的物资，都要由货运飞船及时送到空间站，空间站维持正确轨道所需的燃料也靠货运飞船送。长征七号运载火箭是我国新一代中型运载火箭，自首飞以来共执行三次天舟系列货运飞船发射任务，向空间站及空间实验室运送货物和推进剂等物资，因此被誉为“太空快递小哥”。

　　火箭采用“两级半”构型，总长53.1米，芯级直径3.35米，捆绑4个直径2.25米的助推器，起飞重量597吨，运载能力近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨，达国际同类运载火箭先进水平。

　　作为我国第一型“数字火箭”，长征七号运载火箭采用全数字化手段研制，使用无毒无污染的液氧煤油推进剂，应用全新布局。

　　后续，长征七号运载火箭将与以它为基础衍生出的具备高轨发射能力的长征七号甲运载火箭一起，成为我国未来航天发射的“主力”，尤其是长征七号运载火箭，将在一段时间内保持每年2次的发射频率。

　　据悉，这是我国载人航天工程的第20次发射任务，也是长征系列运载火箭的第389次飞行。

　　在中秋佳节来临之际，天舟三号为坚守太空岗位的天和核心舱、天舟二号两位“亲人”带了哪些礼物？货运飞船主要任务是为空间站运输、存贮货物；运输、补加推进剂；将废弃物收集、存放，带回大气层销毁，天舟三号运载了可支持3名航天员6个月的在轨驻留物资、空间站备份设备、空间科学载荷等货物；此外，在停靠期间还具备并网供电能力，可以为空间站提供供电支持。

　　气瓶

　　太空是一个接近真空的环境，航天员在空间站内生存需要适宜的大气环境，所以天舟三号携带的物资中有一样特殊的货物，就是气瓶。可别小看了这个气瓶，它是用特种复合材料制成，可以充至300倍大气压力，这样充一瓶氧气就能供航天员很长时间使用。

　　水箱

　　航天员长期在空间站驻留生活，除了空气之外，更离不开水。天舟三号这次带了多组水箱，用于航天员饮水和使用。这些水箱均采用了轻质、柔软材料制成的“水囊”包装，不仅可以保证饮水安全，还可以在饮水用尽后更好地收纳。

　　舱外航天服

　　这是天舟三号带的货物里最“金贵”的了。它的主要功能是为航天员提供太空中生存所需的供氧、调温、辐射防护等。这套装备重达90多公斤，价格也相当可观，据说超过8位数。货运飞船系统为了上行运输这套装备，专门设计了舱外服支架，保证其运输过程中不会损坏。

　　螃蟹也有贡献

　　天舟三号携带的其他货物都是用标准化的货包装载的。这些货包具有良好的力学承载性能，还有抗菌、防霉、阻碍燃烧、无有害气体挥发等特点。这么多本领，又是如何做到的呢？

　　“能够研发出适合货运飞船货包材料的灵感源于螃蟹壳。研制人员从螃蟹壳里提取了一种特有成分，研发出性能优异的天舟货包材料。”航天科技集团五院货运飞船系统总体主管设计师王冉说。

　　科普

　　　　中雨可发射 八级风可转场

中国“太空快递”如何做到风雨无阻？

　　为了保障“太空快递”在运输过程中的安全，长征七号运载火箭采取超严的防风防水防盐雾等措施，能在中雨条件下发射，八级大风可转场。超强的配置赋予了“快递小哥”风雨无阻的能力。

“开衫”一样的“防热服”

　　火箭飞行过程中，芯级发动机会喷出巨大的火焰，此时助推器后过渡段要承受喷焰回卷的强热流，其热防护设计如果不够就会造成结构烧蚀，而过度设计又会影响火箭的运载能力。设计师们创新防热材料应用和安装方式，将像“开衫”一样的特制防热毛毡“披”在火箭助推器上，不仅重量更轻，而且防热效率也更高。

　　据火箭院长七火箭结构设计师姚瑞娟介绍，如果采用传统方法，在助推器后过渡段喷涂防热涂层，生产周期较长。于是，设计人员创新思路，将防热服由“喷”在后过渡段的表面变为“披”在身上。

　　姚瑞娟介绍，采用传统的防热方式，在助推器上整体喷涂防热涂层，重量在70公斤至100公斤之间，而新型防热毛毡重量只有20公斤左右，重量减轻约75%，且防热效果更好。

特制“雨衣”

　　现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天，而“长七”火箭则能实现中雨发射，这是因为新一代运载火箭做了“防水”设计。

　　火箭防水都要防哪些水？其实不仅仅要防雨水。受低温推进剂的影响，箭体表面温度低，冷凝水像下雨一样顺着箭体流下来，这也是火箭要防的水。此外，箭壁、管路上也会形成冰霜融化水等。

　　火箭院总体部设计人员卢松涛说，防水功能尽量通过结构设计实现，例如在部段对接处加装密封条、在细小孔径和缝隙涂硅橡胶等，起吊附件、箭体盖板等配置了密封垫……

　　卢松涛说：“以‘长七’火箭为例，仅电连接器防水部位就有千余处，这还不包含电缆本体、电缆进出口、仪器本体、仪器与结构缝隙和结构总体专业防水。”防水工作量之大可见一斑。

可抗八级风

　　海南文昌发射场有“浅层风”，给“长七”火箭垂直转场带来挑战。“为了提升抗风能力，我们给‘长七’火箭装上了防风减载装置，这样一来，即使遇到8级大风的天气，‘长七’火箭依旧可以转场，它的抗风能力超过现役火箭。”火箭院长征七号运载火箭总设计师程堂明说。

　　“地面感受到的是微风，火箭一级的地方可能就是‘大风’（8级以上）了。”这种随距地面高度而变化的风被称为“浅层风”。程堂明说，为此，他们为火箭设计了一个“防风减载装置”。这套装置采用可伸展的桁架结构，一端固定在活动发射平台的脐带塔上，展开以后另一端与火箭二级发动机机架接头对接，这样在垂直转场过程中将火箭与脐带塔连接起来，能够显著降低火箭受到的风载。有了这个装置，“长七”就可全天候转场了。

采写：南方+记者 吴扬 王诗堃 徐勉 综合新华社 央视网