原创《封二太空中的快递小哥》
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在距离地球表面 393千米的太空中有什么呢？星光还是月色？抑或是永恒不变的寂静？其实,“天宫二号”空间实验室就在这个高度的近地轨道上马不停蹄地运行着.它在这里可不是欣赏太空风景的,而是为了进行各种科学实（试）验,更肩负着验证中国空间站建造重要技术的神圣使命.
但是,终年不休地工作,“天宫二号”也是会“饿”的.这时,就轮到“天舟一号”出场了,有很多人亲切地把它称作太空“快递小哥”.这位“快递小哥”最重要的任务就是实现与“天宫二号”的交会对接,并完成对“天宫二号”的推进剂在轨补加,说得通俗一点,也就是要让“天宫二号”好好地“吃顿饱饭”.
1. 基本档案
姓名：天舟一号
飞天日期：2017年4月20日
发射情况：在海南文昌航天发射场,由“长征七号”运载火箭发射升空.
特殊身份：中国首架货运飞船
2. 与“天宫二号”的对比
很多人都说“天舟一号”跟“天宫二号”的相似程度已经接近双胞胎了,其实你只要把它们放在一起做个比较,还是能发现它们的不同之处.
“天舟一号”是中国目前为止体积最大、质量最大的载人航天器,载荷能力达到了6.5吨,这个数值差不多是“天宫二号”的 2倍.
3. 七大“独门绝技”
作为中国航天史上的第一架货运飞船,“天舟一号”在执行任务的时候当然有自己的“独门绝技”,下面就让我们来见识一下.
4. 任务目标
★与“天宫二号”空间实验室配合,验证推进剂在轨补加技术；
★全面考核货运飞船的功能和性能；
★在“天宫二号”空间实验室配合下,开展货运飞船控制组合体、绕飞至前向交会对接、快速交会对接等试验；
★支持开展空间应用及技术实（试）验.
2017 年4月20日19时41分,“天舟一号”货运飞船被“长征七号”运载火箭“托举”着奔向太空,它将要向太空送出一份极其重要的“快递”.
2017年4月22日12点10分,经过1天16小时的日夜兼程,“天舟一号”跨越遥远距离,终于离“天宫二号”只剩下120米了.通过北京飞控大厅电子显示屏上的三维模拟动画,科研人员可以清楚地看到“天舟一号”和“天宫二号”此刻都是沿着同一条红色的轨道运行着,这条红色轨道就是距地球 393千米的圆形交会对接轨道.初上太空的“快递小哥”带着来自地球的“餐点”,即将与“天宫二号”进行“第一次亲密接触”！
12时14分,“天宫二号”启动！它开始向30米停泊点进发！而“天舟一号”飞船要做对接前的最后一次相对停泊,这次停留的时间约为2分钟.短暂的调试、停歇之后,飞船又启动了！“快递小哥”就要来到送货必达的任务地点,“天舟一号”即将与“天宫二号”在浩渺天际迎来一次真正的相遇！
12时16分,从三维模拟动画上看,“天舟一号”和“天宫二号”已经贴在一起了！表面看似波澜不惊,但其实此刻,“天舟一号”和“天宫二号”上,上千个齿轮和轴承在同步动作.按照之前的经验,到最终锁紧完成,共需要十几分钟时间.
12时19分,我们通过大屏幕可以看见,“天舟一号”货运飞船和“天宫二号”的结合体正在完成锁紧的过程.虽然无法通过模拟动画看清楚锁紧的每一个细节,但能够观察到,两个接触面之间已经没有任何空隙.紧接着,“天宫二号”的太阳能帆板将要打开……
12 时25分,“天舟一号”货运飞船和“天宫二号”对接机构锁紧、密封完成.至此,初次尝试太空送货的“天舟一号”货运飞船完成了与“天宫二号”的“第一次亲密接触”.接下来就是“天宫二号”的“进食时间”啦.
2017年4月23日07时26分,“天舟一号”与“天宫二号”组合体开始进行推进剂补加试验,一共持续 5天时间,“天宫二号”确实“吃了个饱”.2017年6月15日18时28分,“天舟一号”与“天宫二号”顺利完成了第二次推进剂在轨补加试验,进一步验证了这一关键技术的可靠性.
2017 年6月21日09时47分,在经过2个月的组合体飞行后,“天舟一号”按计划与“天宫二号”分离,开始进入独立运行阶段.
推进剂补加六大步骤
所谓“兵马未动,粮草先行”,不吃饱饭,怎么能打胜仗？而推进剂就相当于“天宫二号”的粮草,所以“天舟一号”对“天宫二号”推进剂的补加,就显得尤为重要.也正是因为如此,科学家们给“天舟一号”推进剂补加任务精心设计了六大步骤：
第一步,实现对接.“天舟一号”和“天宫二号”这两个航天器要在轨形成一个组合体,也就是它们要完成交会对接,这是在轨推进剂补加的基础.
第二步,确认推进剂补加相关的设备、系统,包括航天器的状态,还包括地面设备的状态都是正常的.
第三步,进行管路系统的检漏.因为推进剂是从货运飞船的推进舱输送到“天宫二号”空间实验室的资源舱,输送距离比较长,涉及很多管路阀门,所以要进行整个管路系统的检漏.因为航天器用的燃料目前都是有毒而且易燃易爆的,所以必须保证管路没有泄露,这个步骤特别关键.
第四步,在确认管路系统没有问题之后,我们要对“天宫二号”推进剂储箱里的增压气体进行压气机压缩回收,也就是说,把“天宫二号”推进剂储箱里的增压气体压回到原来的高压气瓶里去,这个气体就可以重复使用.
第五步,在压缩完之后,下一步就是推进剂补加,也就是货运飞船这边的储箱通过自己的增压气体把推进剂输送到“天宫二号”的储箱里面去.
第六步,如果达到预计的加入量的话,这时候程序会自动停止,停止之后再把相关的阀门关闭,这时候推进剂管路里还会残留一些推进剂,为了防止其泄露,必须进行吹除程序,也就是把管路里面残留的推进剂吹除到宇宙空间中去.
快递论文参考资料：
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