“轻舟”货运飞船——公测版消费级太空货柜

轻舟试验飞船（白象号）已于3月30日搭载力箭二号遥一火箭入轨

轻舟货运飞船是中国科学院微小卫星创新研究院研制的新一代低成本货运航天器，旨在为中国空间站提供高效、灵活的货物运输解决方案，并将与天舟、昊龙共同构建中国空间站“大、中、小”三级货运体系，实现运力全覆盖。

一、设计背景与定位

轻舟货运飞船的研制源于中国载人航天工程对低成本、高灵活性货运系统的需求。2023年5月，中国载人航天工程办公室公开征集空间站低成本货物运输系统方案，轻舟方案凭借技术创新和成本优势脱颖而出，于2024年10月获得工程飞行验证阶段合同。其定位为天舟系列的补充，主打“低成本、高可靠、高应变、高智能”，通过模块化设计和商业航天模式降低系统成本，同时支持后续升级为载人或深空探测任务平台。

二、基础参数与设计

1. 构型与结构

采用一体化单舱构型，取消了传统货运飞船的推进舱，将货物舱与功能舱段融合，主体由密封舱（存放精密仪器、生活物资）和非密封尾椎（搭载需空间暴露实验的设备）组成，形似“密封货车+开放式货斗”。 总重约5吨，货物舱总容积27立方米，装载容积9立方米，内部设四层货架共40个标准货格，支持模块化组合。

2. 运载能力

上行运输：1.8吨（运送物资至空间站）；

下行运输：2吨（主要承载空间站废弃物）；

可搭载航天员生活物资、科学实验设备及各类载荷，实现“送货上门+上门取件”的闭环服务。

三、技术特点

1. 全流程货物智能管理

轻舟货运飞船的智能管理系统以“高智能、高效率”为核心特征，具备货物智能识别、定位与状态管理能力，可实时追踪货物的位置、类型及存储条件（如冷链物资的温度），支持货物从地面仓储、发射入轨到航天员取用的全生命周期识别与定位，避免在轨物资混乱。实现“从地面装货→在轨存储→航天员取货”的全流程智能管控，相当于飞船的“智能货物管家”。

2.语音交互轻量化操作
支持航天员通过语音指令直接交互，无需手动查找或操作设备即可快速锁定所需物品，彻底改变传统“按单寻货”的模式，大幅降低在轨操作复杂度，提升在轨工作效率。

3.太空冷链运输系统

冷链运输系统由模块化“太空冰箱”组成，单个冷链箱容积60升，可组合至最大300升，温控范围0~8℃，温区可精准调节，满足生鲜食品、生物样本等保鲜需求。

4. 低成本与可扩展性

通过船箭一体化设计及商业航天管理模式，运输成本约10万元/公斤，未来随批量化生产有望进一步降低。并且可以适配多型火箭（如力箭二号）， 电子架构支持后续升级，可扩展为载人或深空探测任务平台，探索冠名权、品牌传播等商业合作模式。

5.环保设计

任务结束时携带废弃物坠入大气层焚毁，避免太空垃圾问题，践行可持续发展理念。

四、研制进程与计划
2024年10月：轻舟方案在中国载人航天工程评选中胜出，获得飞行验证阶段合同。

2025年4月：1:1模型在“中国航天日”上海航天科普展首次公开展示。

2025年6月：完成设计评审，转入初样研制阶段。

2025年12月：初样件完成关键技术验证，进入整体测试阶段。

试验飞船任务：轻舟试验飞船（白象号）于2026年3月30日搭载力箭二号遥一运载火箭（首飞试验）成功发射入轨，整船重4.2吨，搭载了1吨载荷（共20多台套设备），采用一体化单舱设计，空间利用率高、适配多型火箭，能为密封与真空环境载荷提供长期在轨试验平台，设计寿命为3年。入轨后，飞船完成从200公里到600公里的大范围轨道机动，累计在轨点火时长达3000秒以上，完成了单次数百秒的长时稳态变轨点火，全工况下工作稳定、表现良好。此次试飞验证了总体设计、结构、热控、控制、推进等核心系统的可靠性，为轻舟正样货运飞船的研制奠定了技术基础，也为中国空间站灵活补给、商业航天运营开辟了新路径。后续飞船将持续在轨运行，开展更多科学研究工作。

首飞任务：轻舟货运飞船计划于2027年正式首飞，对接空间站，实施货物运输服务。

五、与天舟系列的差异

1. 运力与构型："重卡" vs "面包车"

天舟货运飞船：专为我国载人工程设计，采用“货物舱+推进舱”两舱构型，全长10.6米，太阳电池翼展开后最大宽度14.9米。相对于轻舟货运飞船，除了体形硕大，能力更是做到了“更高、更快、更强”。满载总重13.5吨，上行载货量可达7.4吨，载货比0.53，是全球现役货运能力最强的飞船（受长征七号运力所限，尚未达到满载状态，天舟九号装载量约6.5吨），是不折不扣的于太空“重卡”。天舟飞船还具备自主快速交会对接能力（最快2小时对接），具备在轨加注燃料能力，支持空间站姿态轨道控制、并网供电及数据传输，为空间站长期在轨运行提供保障。

轻舟货运飞船：采用一体化单舱构型（无独立推进舱），总重约5吨，上行载货能力1.8吨、下行可运2吨废弃物，货舱容积27立方米（天舟可装载空间22.5立方米，轻舟可装载容积9立方米），可更灵活地搭载不规则形状的实验设备，轻舟的载重相比天舟更小，更像灵活的“面包车”。

2. 功能定位："批量核心补给" vs "灵活补运"

天舟货运飞船：主打批量核心物资运输，承担航天员长期驻留消耗品、推进剂补加、大型实验设备等“刚需”任务，单次可保障3名航天员280天驻留需求，发射频次为每2年3次，周期相对固定。

轻舟货运飞船：聚焦小批量、紧急补给与特殊需求，核心优势是“轻、快、灵”：具备300升0-8℃冷链运输能力（模块化“太空冰箱”），可运送新鲜蔬果、生物样本等需温控的物资；配备智能货物管理系统，支持航天员高效取货；弥补天舟难以覆盖的“多批次、小批量”需求（如应急物资、临时实验载荷）。

3. 成本与使用场景： "主力刚需" vs "补充适配"

天舟货运飞船：技术复杂度高，适合常态化、大规模补给，但成本相对较高（未明确数据，但运力大对应研发与发射成本更高）。

轻舟货运飞船：专注于中小型、高频次货运需求，通过一体化设计降低成本，运输成本约10万元/公斤，增强空间站物资调配灵活性，适合高频次、个性化任务（如商业实验载荷、航天员新鲜食材补给），与天舟形成“主力+补充”的货运体系。轻舟还支持冠名权、品牌合作等商业模式，开放货舱用于商业载荷搭载和为科研机构与企业提供低成本太空实验平台，将有力推动中国空间站迈向“商业化货运”时代。

六、轻舟试验飞船任务科研成果

轻舟试验飞船搭载的20多台套设备，覆盖空间制造、生命健康、在轨服务等领域的新技术研究。目前已完成水电解、黏附器、太空发泡器、金属在轨制造、无创光疗仪、苔藓培养等实验。
1.先进制造领域：

我国首次实现太空激光熔丝金属3D打印，突破微重力物料输送、能量匹配等技术，建立在轨制造工艺数据库，为未来空间站维修、太空原位建造提供支撑。

2.空间生命与医学实验方面：

接触式无创光疗仪的目标是解决航天员长期在轨光照不足、骨密度流失难题，填补微重力骨骼健康维护技术空白。苔藓培养实验验证极端抗逆植物在轨复苏能力，可为深空探测提供低能耗生态方案。

3.在轨服务技术方面：

黏附器完成非合作目标捕获与拖曳演示，为空间碎片清理、物资转运提供新的技术路径。水电解燃料电池实现氢氧制备与能源循环验证，为空间可持续能源系统提供技术支撑。

上述相关研究既突破了一批关键技术，也在推动产学研用协同创新，为我国太空经济与深空探测持续赋能。

整体来看，轻舟试验飞船在轨运行期间，多项低成本航天新技术与新材料得到成功验证，有效降低了研制成本，功能性能满足任务要求，有望推动太空运输、在轨试验从高成本走向普惠化，为商业航天规模化发展奠定基础。

截至目前，轻舟试验飞船在轨运行仍有多项科学研究有序开展，将持续产出科学实验与工程试验成果。

轻舟货运飞船的加入将完善中国空间站货运体系，通过低成本、智能化、模块化的创新设计，形成“天舟+轻舟+昊龙”的多层次运输格局。其低成本、智能化和可扩展性设计，不仅满足当前空间站运营需求，提升了中国空间站货物运输的弹性与效率，也为未来商业航天合作和深空探测任务奠定基础。即将在今年开展的首飞也是中国航天“降本增效”模式的重要实践，轻舟有望成为全球货运航天领域的重要创新案例，未来可期。