图为美媒报道的美国“龙”(Dragon)货运飞船(左)与其它国家货运、载人飞船对比示意图(右图):左1为美国“龙”(Dragon)飞船,左2为俄罗斯进步号货运飞船,左3为中国神舟载人飞船,左4为美国“天鹅座”飞船,左5为欧洲自动转移飞行器(ATV),左6为美国在研的“猎户座”(Orion)载人飞船。
(综合新华社、人民日报报道)货运飞船是一种专门运送货物到达太空一次性使用的航天器,主要任务是向空间站定期补给食品、货物、燃料和仪器设备等。它是国际空间站补给物资的重要运输工具,也是空间站的地面后勤保障系统。目前,国际上使用的货运飞船有很多种,比如俄罗斯的“进步”货运飞船、欧洲的“自动转移”飞行器、美国的“龙”飞船,以及日本的HTV货运飞船等都能为国际空间站提供货物运输。
■俄罗斯进步号(Progress)货运飞船
俄罗斯进步号货运飞船是人类第一艘货运飞船,首艘飞船进步一号于1978年1月20日在苏联拜科努尔航天中心发射。进步号为无人驾驶飞船,由仪器舱和货舱组成,货舱容积6.6立方米,可运送2.6吨各类货物。燃料舱带1吨燃料,可自行飞行4天,最新型“进步MS”系列飞船具有额外的防护太空垃圾和微陨石的能力。进步号飞船本身不像载人飞船那样可以回收,一般在完成补给任务后,航天员会将空间站上产生的各种生活垃圾和废物填入进步号,随之离轨一同销毁。
进步号飞船不但能够为空间站运输航天员的生活物资和推进剂,还可以为空间站送去维修用的部件和新的科学试验仪器,这不但延长了在轨科学试验仪器的寿命,还可以更加灵活多样地安排新的科学试验,使得进步号飞船一直服役至今。在进步号的支持下,和平号空间站创造了人类太空连续驻留423天的纪录。进步号飞船本身不像载人飞船那样可以回收,一般在完成补给任务后,航天员会将空间站上产生的各种生活垃圾和废物填入进步号,随之离轨一同销毁。
■欧洲自动转移飞行器(ATV)
欧洲的货运飞船叫自动转移飞行器,全长10米,最大直径为4.5米,重量约10吨。它的运货能力可达7吨。从2008年到2014年自动转移飞行器共发射了5个,今后将不再发射。欧洲航天局正在研制可以运送货物返回地球的货运飞船,预计在2017年或2018年首飞。
■美国“天鹅座”(Cygnus)飞船
美国的轨道科学公司(OSC)以及重组后的轨道ATK公司自主研制了安塔瑞斯火箭(Antares)运载火箭和“天鹅座”货运飞船,在一次试验性的飞行后为国际空间站执行了6次补给任务并成功5次。美国东部时间18日11时11分(北京时间18日23时11分),“天鹅座”飞船搭乘美国联合发射联盟公司的“宇宙神5”(又译“阿特拉斯”-5:AtlasV)火箭,执行第七次国际空间站货运任务。飞船携带约3.5吨物资,除宇航员的给养外,还有相当多的科研物资。如果一切顺利,“天鹅座”将于22日抵达空间站,并停留至7月。
■美国“龙”(Dragon)飞船
龙飞船由美国太空探索公司SpaceX自主研发,飞船的加压舱带有热防护罩,可在返回时耐受极高温安全降落,实现回收并重复使用,这也使得龙飞船成为第一种具备大量货物下行能力的货运飞船。“龙”飞船长5.9米,最大直径3.6米,自重4.2吨。其运送载荷最大质量6吨,返回载荷最大质量3吨,它采用的是降落伞水上溅落的回收方式。
在2010年和2012年完成两次技术验证飞行后,迄今为止龙飞船为国际空间站执行了11次货运任务并成功10次。2015年6月28日因为猎鹰9号火箭发射失败而损失了一艘龙飞船。2016年猎鹰9号火箭在发射台上惨烈的爆炸也拖延了后续补给任务的进行。从这个案例我们可以看出,商业航天时代如何在低成本的同时保证高可靠,依然是亟待解决的难题。
■日本HTV“鹳”货运飞船
日本的HTV货运飞船均命名为“鹳”,“鹳”在日本传说中是幸福之鸟。HTV货运飞船目前已发射6艘,最大直径为4.4米,全长约10米,可运送5.7吨的货物与燃料。HTV不会自动与空间站对接,而是飞到空间站附近,由空间站的机械臂将其“抓捕”并停靠在国际空间站和谐号节点舱的靠泊口上。
■天舟一号
天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船,采用两舱构型,由货物舱和推进舱组成,总长10.6米,舱体最大直径3.35米,太阳帆板展开后最大宽度14.9米,起飞重量约13吨,物资上行能力约6吨,推进剂补加能力约为2吨,具备独立飞行3个月的能力,具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。
专家表示,中国计划在2022年前后建成空间站,其初步规模包括一个核心舱和两个实验舱,如果想保持航天员长期在轨飞行,货运飞船是必可不少的。总体来说,天舟一号的运载能力是居于前列的,而在现役货运飞船中其运载能力是最大的。