不久前,,在神舟十九號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)上,,中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人林西強(qiáng)正式公布了兩個(gè)入選空間站低成本貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的方案,,其中一個(gè)就是輕舟貨運(yùn)飛船方案。“輕舟”貨運(yùn)飛船長(zhǎng)什么樣?都有哪些技術(shù)上的突破,?未來(lái)將承擔(dān)哪些任務(wù)?總臺(tái)記者獨(dú)家探訪↓
總臺(tái)央視記者李寧:在“輕舟”貨運(yùn)飛船的貨物艙,,有一些標(biāo)準(zhǔn)的貨柜,,“輕舟”貨運(yùn)飛船可以運(yùn)送航天員生活的物資、科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,、科學(xué)載荷等,,它的整個(gè)空間是27立方米。
“輕舟”貨運(yùn)飛船采用一體化單艙構(gòu)型,,大空間將進(jìn)一步降低中國(guó)空間站上行貨物運(yùn)輸成本,,增強(qiáng)上行貨物運(yùn)輸靈活性。此外,,研發(fā)團(tuán)隊(duì)還提出了多種載荷方案,,提供可選的大容量冰箱,以及輔助智能貨物運(yùn)輸管理系統(tǒng),。
中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院輕舟貨船總師常亮:冷鏈?zhǔn)俏覀兊囊粋€(gè)特色,,我們專門為貨運(yùn)飛船配備了可配置的冷鏈箱,,有差別化的送貨方式,1.8噸到2噸多的運(yùn)力,。未來(lái),,航天員需要的大量的物資,蔬菜水果,,可以通過這樣一艘船來(lái)為航天員提供服務(wù),。
此外,,“輕舟”貨運(yùn)飛船還具備智能、靈活的特點(diǎn),??梢源钶d各種試驗(yàn)載荷,支持有人或無(wú)人參與的空間科學(xué)載荷和多種在軌試驗(yàn),,同時(shí)采用滾動(dòng)生產(chǎn),,發(fā)射一套備份一套,支持更快,、更多地點(diǎn)發(fā)射,,以滿足更多特殊需求。
中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院輕舟貨船總師常亮:我們做了大量的智能的設(shè)計(jì),比如說未來(lái)想要取東西,,會(huì)有一個(gè)在軌的智能識(shí)別和航天員可以進(jìn)行語(yǔ)音交互,,這樣能提高航天員對(duì)貨物取送的效率,以及整個(gè)對(duì)貨物處理的效率,。
記者了解到,,負(fù)責(zé)“輕舟”貨運(yùn)飛船研制的中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院此前曾經(jīng)研制過神舟七號(hào),、天宮二號(hào)的伴隨衛(wèi)星,這是他們第三次承擔(dān)我國(guó)載人航天的任務(wù),,目前工程進(jìn)展順利,。
中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院輕舟貨船總指揮舒嶸:現(xiàn)在我們不僅完成了包括貨運(yùn)飛船,、運(yùn)載火箭發(fā)射支持等一系列方案設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證工作,同時(shí)我們也探索了一些新的技術(shù),,如天地一體化物流鏈,,自動(dòng)存取貨等,秉承生產(chǎn)一代同時(shí)研制下一代的傳統(tǒng),,為提供更好的服務(wù)做好準(zhǔn)備,。目前我們正在開展初樣的試飛貨運(yùn)飛船的研制工作,同時(shí)我們也為各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)或者搭載留了豐富的接口,。
“輕舟”貨運(yùn)飛船:保障可靠性降低成本
除了智能靈活等特點(diǎn),,“輕舟”貨運(yùn)飛船還需要滿足一個(gè)條件——低成本,作為我國(guó)首款低成本貨運(yùn)飛船,,如何在保障可靠性的前提下降低成本是個(gè)不小的挑戰(zhàn),。
“輕舟”項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,輕舟貨運(yùn)飛船是載人航天項(xiàng)目,,高安全和高可靠是前提,,目前他們?cè)阂呀?jīng)完成了129顆衛(wèi)星的研制工作,研制團(tuán)隊(duì)有非常豐富的衛(wèi)星的研制經(jīng)歷,,以及載人航天工程的經(jīng)驗(yàn),。對(duì)他們來(lái)說,,有很多措施和方法可以保障輕舟飛船可靠性,,如何保障可靠性前提下降低成本才是關(guān)鍵。
中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院輕舟貨船總師常亮:我們現(xiàn)在建了一個(gè)整個(gè)的生產(chǎn)鏈,包括我們承擔(dān)了星網(wǎng)、G60(互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星)等各種各樣的商業(yè)衛(wèi)星,,因?yàn)樗桥可a(chǎn),,成本會(huì)降低。未來(lái)的發(fā)展方向就是再進(jìn)一步從生產(chǎn)的角度來(lái)控制,,把成本降得更低,。
除了生產(chǎn)環(huán)節(jié)之外,“輕舟”貨運(yùn)飛船還會(huì)優(yōu)化研制流程和發(fā)射場(chǎng)流程等,,提高效率,,降低時(shí)間成本。同時(shí),,還將引入商業(yè)航天理念,。
中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院輕舟貨船總指揮舒嶸:國(guó)內(nèi)的商業(yè)航天處于一個(gè)快速成長(zhǎng)階段,,輕舟的貨運(yùn)飛船這個(gè)系統(tǒng)將引入商業(yè)航天的理念,來(lái)推動(dòng)新思路,、新器件,、新材料等在航天領(lǐng)域的快速迭代與應(yīng)用。也期待社會(huì)上更多的人參與到輕舟貨運(yùn)飛船中,,形成良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,。
力箭二號(hào)將承擔(dān)“輕舟”貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)
作為一個(gè)低成本貨運(yùn)系統(tǒng),除了飛船,,還有一個(gè)重要的伙伴就是火箭,。承擔(dān)“輕舟”貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)的力箭二號(hào)有哪些特點(diǎn)?為何它適合“輕舟”貨運(yùn)飛船,?
總臺(tái)央視記者李寧:大家都非常關(guān)心“輕舟”貨運(yùn)飛船將由哪一款火箭來(lái)執(zhí)行發(fā)射任務(wù),,就是這一款“力箭二號(hào)”,它的近地軌道的運(yùn)載能力超過了10噸,,這款火箭目前研制進(jìn)展一切順利,,預(yù)計(jì)在明年的9月份將執(zhí)行它的首飛任務(wù),來(lái)發(fā)射“輕舟”貨運(yùn)飛船的初樣,。
力箭二號(hào)是中科宇航自主研發(fā)的一款中型液體運(yùn)載火箭,,通用芯級(jí)直徑3.35米,,總長(zhǎng)53米,其起飛重量625噸,,起飛推力766噸,,具備太陽(yáng)同步軌道,、近地軌道、轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力,,具備大運(yùn)力,、高可靠、低成本等特點(diǎn),,同時(shí),,還在積極研發(fā)可重復(fù)使用技術(shù)。
中科宇航技術(shù)總監(jiān)廉潔:一共是9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),然后通過開芯一級(jí)3臺(tái)單臺(tái)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),,實(shí)現(xiàn)整體的回收,。我們采用的這種模塊化回收方式可以大大降低成本,同時(shí)助推器和芯級(jí)是可以直接互換的,,因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的是完全相同的,,我們整個(gè)的研制過程中降低了生產(chǎn)的費(fèi)用,提高了生產(chǎn)的能力,。
廉潔介紹,,目前,,力箭二號(hào)火箭已經(jīng)完成了工程研制階段設(shè)計(jì)工作,完成全部箭上與地面產(chǎn)品投產(chǎn),,正在陸續(xù)開展各系統(tǒng)產(chǎn)品驗(yàn)收,,組織實(shí)施大型地面試驗(yàn)。
中科宇航技術(shù)總監(jiān)廉潔:未來(lái)還要開展火箭的模態(tài)試驗(yàn),,二級(jí)和一級(jí)的動(dòng)力系統(tǒng)試車,,這兩項(xiàng)試驗(yàn)完成之后,我們就具備了轉(zhuǎn)往飛行試驗(yàn)階段的一個(gè)條件,,就開始正式進(jìn)入首飛倒計(jì)時(shí),。
力箭二號(hào):箭船配套研制新模式
火箭和飛船就像交通工具和乘客,研制團(tuán)隊(duì)不同,,研制流程不同,,但是對(duì)于同屬于低成本貨運(yùn)系統(tǒng)的兩方來(lái)說,就需要有更緊密的配合,,這對(duì)于傳統(tǒng)的研發(fā)模式帶來(lái)了新的改變,。
李新宇是中科宇航的副總裁,長(zhǎng)期從事火箭的研制工作,,他告訴記者,,傳統(tǒng)的運(yùn)貨服務(wù)是空間站需要貨物,,要提前訂購(gòu)貨船和火箭,,各自付費(fèi),,而輕舟貨運(yùn)飛船采用“貨到付款”的方式,物資送達(dá)空間站,,按照物資重量付費(fèi),,運(yùn)費(fèi)中就包含了貨船和火箭的費(fèi)用,,這樣就將火箭和飛船的利益捆綁在了一起,。
中科宇航副總裁李新宇:采購(gòu)發(fā)射服務(wù),,也就是采購(gòu)這么多載荷,就給這么多服務(wù)費(fèi),,這是一種新的方式,。比如說這次工程總體就是明確了兩個(gè)飛船的方案,由兩個(gè)飛船去選擇火箭,,那么火箭在比對(duì)方案優(yōu)化過程中,,就要拿自己的優(yōu)勢(shì)來(lái)說話,拿自己降低成本的真金白銀來(lái)說話,,這樣對(duì)我們提出了一個(gè)更高的挑戰(zhàn),。
采購(gòu)方式的改變也帶來(lái)了生產(chǎn)流程的改變,力箭二號(hào)在研制過程中,,就和“輕舟”貨運(yùn)飛船在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、操作流程、測(cè)試,、測(cè)控等方面開展了一體化的工作,。針對(duì)輕舟貨運(yùn)飛船冷鏈運(yùn)輸?shù)囊螅M(jìn)行了發(fā)射流程的大幅縮減,。
中科宇航技術(shù)總監(jiān)廉潔:冷鏈運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間點(diǎn)非??量?,我們做了相應(yīng)的船和箭一體化的聯(lián)合的優(yōu)化設(shè)計(jì),還有在飛行過程當(dāng)中,,我們火箭和船的一體化的測(cè)控,,發(fā)射周期得到了極大簡(jiǎn)化,發(fā)射成本得到了極大降低,。
專家:低成本高要求“輕舟”應(yīng)用場(chǎng)景廣闊
研制低成本貨運(yùn)飛船是一個(gè)巨大考驗(yàn),,因?yàn)樗仨氃诖_保安全可靠的前提下,,實(shí)現(xiàn)成本大幅降低。專家表示,,中國(guó)商業(yè)航天的快速發(fā)展,,具備了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)的底氣,未來(lái)低成本貨運(yùn)還會(huì)有更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,。
總臺(tái)央視記者李寧:低成本貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)指南,,對(duì)運(yùn)力、成本,、安全等方面,,都提出了具體的要求。例如,,要求貨物運(yùn)輸航天器密封艙貨物上行能力不小于1.8噸,;貨物運(yùn)輸成本不大于1.2億元/噸;具備受控再入大氣層的能力等等,。
國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)主席楊宇光:我們的要求是非常嚴(yán)格的,,一般的飛行器有變軌的能力,,有控制自己姿態(tài)的能力,就可以了,。而對(duì)于要給空間站送貨的飛行器來(lái)說,,它不但要有常規(guī)的姿態(tài)控制和軌道控制能力,還要具備三個(gè)自由度的前后上下左右微調(diào)的能力,。只有具備了這樣的能力,,才能夠精確地去接近空間站,才有可能去和它對(duì)接或者說靠泊,,這也是一個(gè)必要的技術(shù)基礎(chǔ),。
楊宇光告訴記者,這些高要求對(duì)于研制單位來(lái)說,,既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇,。研制團(tuán)隊(duì)需要在保證強(qiáng)度的同時(shí)最大限度減輕重量,實(shí)現(xiàn)高度自主的對(duì)接和返回可靠性保證,,在降低成本的同時(shí)確保安全性,,同時(shí)縮短發(fā)射準(zhǔn)備周期,只有在技術(shù)上取得突破,,才能滿足任務(wù)需求,,實(shí)現(xiàn)低成本與高可靠性的統(tǒng)一。
國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)主席楊宇光:我們不是為了建站而建站,,而是為了進(jìn)行各種各樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究,未來(lái)可能會(huì)有一些時(shí)效性非常高的載荷,,要求很快上行到空間站,。對(duì)于輕舟來(lái)說,低成本的特點(diǎn),,響應(yīng)速度也是非??斓?,能夠很好滿足這種短平快,、即時(shí)達(dá)的需求,對(duì)于進(jìn)一步拓寬我們能夠進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的范圍,,以及提高我們這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的層次,,都有很大的好處。
隨著新型低成本貨運(yùn)飛船的研制和投入使用,,我國(guó)航天應(yīng)用場(chǎng)景將變得更加豐富,。