航天科普｜3小时到货！这份“年货”真的是坐了火箭

1月18日1时46分，天舟七号货运飞船在与长征七号火箭分离约3小时后，成功对接于空间站天和核心舱后向端口，已在轨近三个月的神舟十七号载人飞船航天员乘组，迎来心意满满的“年货大礼包”。

3小时交会对接是我国在轨验证的新的交会对接模式，是飞船制导导航与控制（GNC）系统（以下简称“GNC系统”）能力的进一步释放。在该系统的驾驭下，此次交会对接任务过程顺利结果圆满。

GNC系统是飞船遨游太空的保障

由中国航天科技集团五院502所研制的GNC系统，是飞船的核心分系统，也是驾驶飞船遨游太空的“舵手”。

该系统负责从飞船与火箭分离，到飞船与空间站交会对接，再到飞船从空间站撤离和受控再入大气层的全过程。此外，飞船独自飞行过程中的姿态与轨道控制、帆板控制等动作也都由它负责。

据GNC系统研制人员介绍，如果飞船和空间站的自动交会对接出现异常情况，在该系统的保障下，空间站上的航天员还可对货运飞船进行遥操作，来实现飞船和空间站的手控交会对接。

3小时方案有望成为新的交会对接基本模式

据了解，我国在交会对接方面先后在轨验证和实施了4种方案，即2天方案、6.5小时方案、2小时方案和3小时方案。

“虽然2天方案难以应对紧急情况或者满足更短时间的某些任务需求，但在起步阶段，我们需要这种更为谨慎可靠的方案。”GNC系统研制人员介绍，而2小时方案虽然是目前最快的交会对接，但该方案对各方面保障条件要求较高。

“此次天舟七号货运飞船采取的3小时交会对接方案，是技术人员面向下一阶段交会对接任务探索出的最优选择。”GNC系统研制人员说，3小时方案集成了2小时方案中“快”的因子和6.5小时方案中的“可靠”因子，成功将“快递”提升为“速递”，也因此成为更具竞争力的优选方案。

“如果一切顺利，经过专家团队的评估，3小时交会对接方案将有望替代6.5小时方案，成为新的基本模式。”GNC系统研制人员说。

神舟十七号乘组迎来“年货大礼包”

此次升空的天舟七号将为在轨的神舟十七号和后续神舟十八号两个乘组运送补给物资，主要包括航天员的生活物资、衣服、食品等，还有空间站设备的备品备件及可靠性维修件、科学实验载荷、空间站推进剂，货物总重约5.6吨。

“我们会征求每一个航天员乘组的意见建议，尽量满足在轨航天员个人的定制化需求。”中国航天员中心航天员系统副总指挥尹锐表示。据了解，对长期在轨生活的航天员来说，新鲜水果是最受他们欢迎的食物。此次天舟七号装载了将近90公斤新鲜水果，比天舟六号增加了近30公斤，航天员在空间站畅吃新鲜果蔬的愿望得到了满足。此外，航天员中心还专门为航天员准备了龙年春节大礼包，以及神十七和神十八两个乘组在空间站进行交接的礼物。

我国载人航天工程已建立天地联动的物资信息系统，做到了精准补货；研发了物资设计寿命和设计使用模型，可对后续需求进行精准预估，做到“缺什么就补什么”。据了解，当前空间站的再生生保系统完全正常在轨运行，在轨氧气的再生可以达到100%，水的再生达到95%。

上行物资助力开展33项空间科学实验

空间应用系统是载人航天工程的重要系统之一，主要任务是利用载人航天器的应用支持能力，开展空间科学实验与应用研究，推动和引领空间科学与应用领域跨越式发展，取得重大科学成果和应用效益。

据空间应用系统货运飞船主任设计师、中国科学院空间应用工程与技术中心研究员刘伟介绍，空间应用系统此次在天舟七号任务中为在轨实验提供实验载荷、实验单元及样品、实验耗材、备品备件等上行物资，支持持续滚动开展空间实验。

本次任务上行16个标准货包、1套细胞上行生保支持装置、1套4℃上行微流控芯片，上行产品共计61件，总重约473公斤。本次任务应用物资上行后，将转运至空间站实验设施内开展33项科学实验，涉及空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等领域。如在空间生命科学与生物技术领域，将利用空间站梦天舱空间辐射生物学暴露实验装置，开展空间暴露环境下生命分子的光化学行为研究、极端环境微生物对空间暴露环境的耐受性及其机制研究等两项科学实验；利用问天舱生命生态实验柜及梦天舱空间辐射生物学暴露实验装置，开展厌氧古菌空间辐射损伤与适应性研究等。

来源：科技日报、光明日报