十万个为什么|货运飞船是怎么给空间站进行补给的?

用户: 李萍   创建于:2018年04月23日 15:50   来源:科普中国网 
货运飞船是怎么给空间站进行补给的?

  2017年4月20日,中国首艘货运飞船“天舟一号”发射成功。货运飞船是干什么用的呢?原来它是用来给空间站进行补给的!
 
  空间站发展到今天,已经成为人类在太空的“航天母舰”。它的体积和质量都很庞大,可容纳多名航天员长期驻留,进行各种空间实验和空间应用。已经坠落的“和平号”空间站曾飞行15年,现在正在运行的“国际空间站”也已飞行了13年之久。漫长的时间里,空间站的环境控制与生命保障、航天员的日常生活和太空实验所需的载荷,都需要从地面运送补给,载人飞船可携带少量物品上行或是下行,但补给主要是通过货运飞船和航天飞机实现的。
 
  最早用于补给的飞船其实就是载人飞船。载人飞船除了运送人员外,也留有部分空间可用于运载少量货物。在专用的货运飞船出现后,载人飞船的上行运货能力已经可以忽略不计了,但载人飞船的返回舱可用于从空间站携带部分实验载荷返回地面,仍具有很大的实用价值。货运飞船是人类太空活动扩大、空间站日益复杂的产物,用来为空间站补给推进剂、实验载荷、食品、水,以及其他太空工作生活的消耗品。
 
  最早投入使用的货运飞船“进步号”是从“联盟”载人飞船改进而成,是一次性使用的消耗品,会在返回时彻底烧毁,不能携带货物返回地面。1978年,苏联使用“联盟号”火箭将“进步1号”货运飞船发射升空,并成功与“礼炮6号”空间站对接,为其运去了约2.3吨物资,包括1吨的推进剂和总计1.3吨的食物、替换部件、科学载荷和其他物资。“进步号”货运飞船还具备提升空间站轨道的能力。“进步号”飞船到今天已经发展了三代,虽然受到原始设计的制约,其货运能力提高有限,但仍是“国际空间站”的主力货运飞船之一。
 
  目前担任“国际空间站”货运任务的,还有欧洲空间局的自动货运飞船和日本的H-Ⅱ转移飞行器,以及美国太空探索技术公司的“龙”飞船。未来,美国轨道科学公司的“天鹅座”飞船也将加入其中。欧洲空间局的自动货运飞船还具备提升空间站轨道的能力,它和日本的H-Ⅱ转移飞行器一样,是一次性使用的,不能将空间站的物资带回地面。
 
  与俄罗斯的飞船相比,欧、美、日的飞船设计更先进,运载能力也更大。欧洲空间局的自动货运飞船具备运输7.6吨货物的能力,日本的H-Ⅱ转移飞行器的运输能力约6吨,美国的“龙”飞船也具备比“进步号”飞船更强的货运能力。目前,日本的H-Ⅱ转移飞行器和美国的“龙”飞船,除设计了加压货舱外,还有独立的非加压货舱,可直接为“国际空间站”运输暴露在外部的实验载荷或是空间站设备,这是美国航天飞机退役后仅有的两种具备非加压货物运输能力的飞船。
 
  谈到空间站补给,航天飞机功不可没。它拥有长约18.3米、直径约4.57米的大型货舱,可携带最大约25吨载荷进入轨道。“国际空间站”建设过程中,是它将空间站的巨型桁架、太阳翼、实验舱和节点舱送入轨道,是空间站建设的头号功臣。航天飞机货舱除了携带大量非加压货物对空间站进行补给外,货舱内还可携带最多运输9吨货物的多功能后勤舱。它们为“国际空间站”运去了大量加压货物,有力地支持了“国际空间站”的正常运行和空间实验与应用。作者:张雪松
 
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