新知｜天舟再出发，“太空快递”持续升级

神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接。 新华社发

最近，中国空间站引起全球关注。神舟十二号飞船刚刚携带3名航天员返回地球，神舟十三号便已准备就绪，近期将再次搭载三名航天员抵达空间站。

兵马未动，粮草先行。9月20日，距天舟二号货运飞船发射3个多月后，满载货物的天舟三号货运飞船先一步驶入太空，成功对接空间站天和核心舱后向端口，这是我国向空间站送去的第二批太空“包裹”。作为“宇宙级网红快递”，天舟系列货运飞船的主要作用是为中国空间站在轨运行期间提供补给支持……这一系列“飞天”行动，彰显我国航天事业腾空而起的蓬勃力量。天舟三号货运飞船带了哪些货？我省科研单位作了哪些贡献？载人飞船的发射又为何如此频繁？

“开箱”天舟三号

货运飞船主要任务是为空间站运输、存贮货物，运输、补加推进剂，并将废弃物收集、存放，带回大气层销毁，天舟三号此行也不例外。

天舟三号任务是空间站关键技术验证及建造阶段的第二次货物运输应用性飞行，货运飞船为满载状态，运载了可支持3名航天员6个月的在轨驻留物资、空间站备份设备、空间科学载荷等货物。此外，天舟三号还携带了补加推进剂等上行物资，在停靠期间还具备并网供电能力，可以为空间站提供供电支持。

航天科技集团五院天舟三号货运飞船总指挥冯永在公开报道中介绍，天舟三号携带的货物主要包括航天员生活物资、航天饮水、气体补给、卫生用品、应急储备物资、出舱消耗品、维修备件和实验载荷等，与天舟二号基本一致。

值得一提的是，天舟三号随身携带的大多数货物都是用标准化、型谱化的货包装载的。这些货包不仅具有良好的力学承载性能，还有抗菌、防霉、阻碍燃烧、无有害气体挥发等多个优点，有趣的是，这种货包材料的研发灵感竟是源于螃蟹壳。

“经过大量探索和试验，研制人员从‘横行将军’螃蟹的壳里提取了一种特有成分，经过特殊工艺、特殊制作，研发出性能优异的天舟货包材料。”谈到货物，有关专家表示，这次天舟三号带的货特别“贵”！具体而言可以用三个“贵”概括。

一是珍贵。太空是一个接近真空的环境，航天员在空间站内生存需要适宜的大气环境，所以“大礼包”中有一样特殊而珍贵的货物，就是气瓶。它是用特种复合材料制成，可以充至300倍大气压力，充1瓶氧气就能供航天员使用很长时间。

二是宝贵。航天员长期在空间站驻留生活，除了空气之外，更离不开宝贵的水资源。天舟三号带了多组水箱，这些水箱均采用了轻质、柔软材料制成的“水囊”包装，不仅可以保证饮水安全，还可以在饮水用尽后更好地收纳。

三是金贵。天舟三号带的货物里最“金贵”的要数舱外航天服，其主要功能是为航天员提供太空中生存所需的供氧、调温、辐射防护等。这套装备重达90多公斤，价格也相当可观，据信超过8位数。货运飞船系统为了上行运输这套“装备”，专门设计了舱外服支架，保证其运输过程中不会损坏“一针一线”。

专家介绍，在充分继承天舟二号货运飞船研制和飞行成果基础上，天舟三号货运飞船整体开展了系统优化设计，简化了平台配置，提高了运输效率，元器件也更加自主可控。最明显的是，天舟三号在货物装载方面进行了持续优化和改进。“相比天舟二号，天舟三号货物装载的密度更大了，货物在发射场安装的效率更高了。而且，为了满足航天员6个月的需求，天舟三号的整船装载能力更高，装载的货包数量比天舟二号货运飞船装载的数量增加了25%。经过优化设计，货格的‘外墙面’会更加舒适、美观。”

最强“快递”抵达背后的河北力量

上天无小事，安全可靠是第一要务。

本次任务，网络通信研究院（54所）的测控通信系统再次实力担当，为天舟三号货运飞船成功发射提供坚实保障。

筑牢“安全锁”——

地面安全遥控系统是火箭发射的必要条件，也是最低条件，换句话说，如果安控系统出现故障，那么火箭就不能发射。网络通信研究院有关专家表示，安遥系统用于发射任务的主动段，通过对火箭发射过程中的数据进行实时动态监控，来分析判断火箭的状态。技术人员称它为火箭发射的“安全锁”。

编织“测控网”——

网络通信研究院研制的多型号统一测控系统、遥测系统编织成疏而不漏的“测控网”，在火箭发射和天舟三号飞行全过程，通过接收和发送指令，精确测量火箭和飞行器的速度、距离、飞行姿态和角度，为火箭发射和天舟三号成功入轨提供精确数据，控制飞行器按照预定轨迹飞行。

“在本次任务中，数十套地面、船载测控通信设备构成了高效可靠的‘空-地信息高速公路网’，共同完成发射、对接、运行及后续遥测和数据通信任务。”网络通信研究院测控系统总师李志骞介绍。

随着我国航天技术的发展，网络通信研究院的测控技术也在不断提升。测控系统具备数传解调、上行话音、遥控、遥测、测速距等功能，能够实现星地间的语音通信、图像传输等关键功能，还具备逃逸指令本地发送功能，为发射阶段的安全性提供了重要保障。

在天舟三号和核心舱的对接中，测控通信系统也大显身手。据介绍，具有双点频双目标跟踪能力的测控通信系统，能够同时跟踪不同频点的两个目标，是实现航天器对接的关键系统，能精准地控制飞行器进入预定轨道，也为监视对接后的航天器工作状态创造了有利条件。

架起“千里眼”——

网络通信研究院研制的卫星通信装备负责将各测控站点的话音、图像、测控数据发送至中心，为指挥决策提供支持。

“它就是指挥中心的眼睛、耳朵，为了让画面和语音更加连续、清晰，传输更快，我们在不断提升技术水平，进行升级改造。”网络通信研究院卫星通信系统总师李晓芳说。

据介绍，网络通信研究院为国内多个站点新建了固定卫通站和车载卫通站，并对海外多个站点现有的卫星通信设备进行升级改造。在新建和升级后的系统中，研究院自主研制生产的大功率功放和高速调制解调器全面代替进口设备，升级后的系统采用高阶调制、高效编码等技术，固定卫通站和车载卫通站传输能力大幅提升，增强了任务数据传输的保障。

新任“太空人”十月接力上天

9月16日上午，神舟十二号完成了撤离后与空间站组合体的绕飞及径向交会试验，成功验证了“径向交会”技术。

专家介绍，所谓“径向交会”，就是指航天器从空间站组合体的下方垂直向上对接。此前，我国在太空进行的航天器交会对接，都是水平方向的，包括前进方向交会和后方交会。

以往飞船前向和后向对接是处于一个追赶的状态，而到了径向对接的时候，空间站保持平飞状态，需要飞船竖立飞行或者俯仰飞行，比平飞状态要更复杂。在中国空间站的建造计划中，将来会有两艘载人飞船同时停靠，这一次神舟十二号飞船停靠的是前向对接口。而如果增加一艘载人飞船，就要停靠在节点舱下方，面向地球的径向对接口。

据介绍，“径向交会”技术的验证就是在为神舟十三号“铺路”。目前，神舟十三号已经做好了发射准备工作，预计将在10月择机发射升空，神舟十三号将以这种方式与天和核心舱对接。

神舟十二号才刚回来不久，为啥神舟十三号就这样“急吼吼”发射呢？

有专家表示，一方面是因为我国有能力确保、支撑这样密集频繁的发射工作。另一方面，考虑到空间站寿命有限——大约10年左右，需要尽快完成空间站前期的组装和装修工作。

不少网友好奇，“天宫”空间站里是不是只有“三个床位”，所以需要前三人先“回地球”，后续的三名航天员才能继续上去？

其实并非如此。

据报道，除了核心舱的三个床位，空间站在实验舱还有三个床位，而且空间更大、更舒服。“这有点类似凌晨头一班高铁需要空车运行测试线路状态，空间站在前期也需要这样必要的‘空车’。”专家解释道，“空间站目前还处在试运行阶段，这个阶段，各方面的设备功能还没有完全运转起来，等到后期进入常态化工作，才有可能进入满员状态。”

纵观我国航天历程，不难发现，中国航天的特点就是“稳扎稳打”。

“航天工程很难实现弯道赶超，我们一定是先到月球，充分验证测控着陆技术，做好技术保障之后，才能去火星。我们不盲目追求高大上的目标，就按自己的步子走，所以才能看到神十三接着神十二这样密集的排兵布阵。”专家说。（河北日报记者王璐丹）