天舟一号推进剂 天舟在轨补加技术与国外有何不同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-06 07:20 标签： 天舟一号补推进剂视频
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天舟一号连创七个第一 揭秘“太空加油”有何不同？日讯，天舟一号由航天科技集团公司第五研究院载人航天总体部负责抓总研制。从项目立项，到产品运抵海南文昌发射场，过去整整六年的时间里，“天舟一号”“隐姓埋名”苦练内功，经历了上千小时测试验证，经受了上百次大型试验考核，百炼成钢。它继承了来自我国载人飞船以及空间实验室的成熟技术，也创下了七个第一，青出于蓝而胜于蓝。天舟一号凝结了货运飞船系统多年来心血和汗水的结晶，天舟一号飞行任务作为空间实验室任务的收官之战，空间站工程的关键一战，是我国载人航天工程稳中求进的重要一步。天舟一号拉开了我国货运飞船飞天的序幕，后续各型货运飞船的天地往返将成为常态。首次执行货运飞船飞行试验任务天舟系列货运飞船是承担我国空间站建造和运营物资运输补给任务的，全新研制的载人航天器。因为天舟一号“只运货、不送人”，它被一些媒体形象地称为“快递小哥”。“小哥”身高10.6米，体宽3.35米，体量与和天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室相当，但肚大能容，运送相当于自身重量的6吨多货物不在话下，上行载货比优于国际现役货运飞船，快递货物经济实惠。首次在轨实施飞行器间推进剂补加未来空间站长期在轨也需要“加油”，这项任务就由“天舟”系列货运飞船来完成。在天舟一号之前，掌握了在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。在天舟一号飞行任务中，天舟一号与目前正在轨飞行的我国首个空间实验室——天宫二号将实施我国首次推进剂在轨补加，并计划开展多次推进剂补加试验，突破和掌握推进剂补加技术，为我国空间站组装建造和长期运营扫清在能源供给问题上的最后障碍。首次以天基测控体制为主实施飞控以往，我们对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置，主要依赖陆基测控站和海基测量船。这就需要耗费大量的人力物力建造、维护地面测控站和海上测量船，研制人员奔波在各个站点之间开展相关试验，并且受到跨国、跨境地域限制。天舟一号货运飞船首次采用了以天基测控体制为主的设计原则。简单来说，就是将原本在地面或海上的测量系统“搬”到了天上，避免了在地面或海上的地域限制，实现了对航天器在轨飞行的关键事件的全程跟踪，以确保对在轨异常的及时监测处置，降低了人力物力财力等成本。首次大规模推动核心元器件自主可控为了带动元器件自主研制，加速实现元器件的自主可控，提前验证空间站中所用的关键元器件，作为飞行验证平台的天舟一号首次大刀阔斧地使用了七大类国产新研核心元器件，将未来空间站建设的关键命脉牢牢握在手中。首次开展全自主快速交会对接试验在天舟一号之前，我国掌握的交会对接技术需要耗时两天左右时间，天舟一号将开展自主快速交会对接试验，将交会对接的时间控制在几个小时内。快速交会对接的实现，有利于提高飞行器在轨飞行的可靠性，减少交会对接过程中包括轨道控制等在内的产生的资源消耗，同时，更大程度上地保障飞行器，主要是未来空间站的安全，方便空间站突发事件应急处理。
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天舟一号将为天宫二号“太空加油” 首次验证推进剂在轨补加技术
来源：21CN
时间： 19:15
导读 : （原标题：天舟一号将为天宫二号“太空加油” 首次验证推进剂在轨补加技术）
（原标题：天舟一号将为天宫二号“太空加油” 首次验证推进剂在轨补加技术）日19时41分28秒，新一代中型运载火箭——长征七号遥二成功发射，推举我国首艘货运飞船天舟一号飞向遥远的天际。中国航天科技集团公司六院研制的长征七号和天舟一号全系列动力，犹如搭建了天舟一号通往太空的“神梯”。记者：蔺娟、付瑞霞
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天舟一号发射
对天宫二号实施推进剂在轨补加（视频）
导读：天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船，经空间实验室飞行任务总指挥部研究决定，瞄准4月20日19时41分发射。
& & &天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师雷剑宇介绍，在轨推进剂补加技术是继天地往返、交会对接、航天员中长期驻留技术后，中国载人航天工程的又一项关键技术。目前国际上掌握了在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯和美国等少数国家，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。
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天舟一号首次试验“太空加油” 为天宫二号在轨补加推进剂
　　随着我国首艘货运飞船天舟一号与天宫二号4月22日顺利完成对接，一场被誉为&太空加油&的推进剂在轨补加技术验证也正式开始。4月23日从北京航天飞行控制中心获悉，4月23日7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。据专家介绍，太空补加过程复杂，共计29个步骤，因此整个补加过程要持续5天时间。
　　在轨补加推进剂，给太空中的航天器&加油&，可以大大延长航天器寿命，是建设空间站的关键技术之一。按计划，我国将于2022年建成的空间站将运行在距离地球393公里的轨道上。如果要保持原有的轨道高度，就必须消耗推进剂推动空间站轨道的上升。但受航天器载荷能力限制，不可能一次带足燃料，必须通过后续发射货运飞船进行持续不断的能量补充。可以说，推进剂在轨补加技术是空间站组装建造和长期运营在能源供给问题上必须打通的&最后一公里&难题。
　　目前，国际上掌握了在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯、美国等少数国家，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。围绕在轨补加技术，各国也提出了气体回用法、被压法、放空法和贯通法等不同方法，我国科研人员经过比对调研，选用的是无增压气体损耗的气体回用法，这种方法系统设计难度较大，但气体资源利用率高，一旦突破后，对于今后空间站建设具有重大意义。
　　中国空间技术研究院货运飞船系统总体副主任设计师雷剑宇向记者简要介绍了本次天舟一号&太空加油&的过程：当天舟一号和天宫二号对接锁紧后，首先检查补加装置和管路的气密性；随后，天宫二号上的压气机将手风琴状的膜盒储箱中的气体压回气瓶中，这样不仅做到了被补加方的增压气体无损耗，同时在天舟一号和天宫二号的燃料储箱间形成了压力差；随后，推进剂在压力差的作用下，自动从压力高的天舟一号储箱流入压力低的天宫二号储箱，当两侧压力恢复一致时，加注工作完成。最后，为保持管路清洁以便进行后续多次补加，需对两个航天器分离时留在补加管路里的推进剂进行吹除，同时吹除过程中尽可能不污染飞行器表面。
　　值得注意的是，在加注过程中，一定要保证两个航天器管路对接精准，不漏&油&。为此，研制人员为它安装了多台液路浮动断接器。当天舟一号和天宫二号的对接机构完成对接后，液路浮动断接器可以通过浮动来消除对接上的偏差，从而实现精准对接。而安装在天宫二号上的&补加驱动器&是太空加油的关键单机之一。接到系统加注指令后，它将控制液体管路阀门的开关，同时调节流量、流速，确保两个航天器之间的推进剂补加安全进行。
　　雷剑宇说，这里所说的&油&，其实是分为&燃烧剂&和&氧化剂&两种推进剂，两者不能&见面&，否则会发生爆炸，所以推进剂补加系统实际是由燃烧剂加注系统和氧化剂加注系统两套系统独立组成的。作为天舟一号研制的抓总单位，中国空间技术研究院对补加系统的组成、控制、诊断等进行了一整套详细的设计和顶层验证，经过多次地面试验，天舟一号可以充分满足天宫二号的推进剂补加需求。他透露，&因为太空补加过程复杂，分为29个步骤，每步都需要精细控制，整个补加过程要持续5天。&
　　按照天舟一号飞行任务计划，伴随与天宫二号的三次交会对接，共将实施三次在轨推进剂补加。&本次天舟一号突破和掌握推进剂补加技术，将为我国空间站组装建造和长期运营扫除在能源供给问题上的最后障碍。&雷剑宇表示，展望未来，在轨补加技术前景广阔，可以在此基础上发展出&在轨补加平台&等，建设&太空加油站&为卫星等航天器提供推进剂补加服务。甚至在未来，还可以建立中国人的&深空加油站&，为挺进深空提供动力支持。
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