北京時(shí)間2024年1月17日22時(shí)27分，搭載天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發(fā)射取得圓滿成功。后續(xù)，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船將與在軌運(yùn)行的空間站組合體進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船裝載了航天員在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)(試)驗(yàn)裝置等物資，并為神舟十七號(hào)航天員乘組送去龍年春節(jié)的“年貨”。這次任務(wù)是我國(guó)載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段后的第4次發(fā)射任務(wù)，是工程立項(xiàng)實(shí)施以來的第31次發(fā)射任務(wù)，也是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第507次飛行。

2024年1月17日22時(shí)27分，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭成功發(fā)射至預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程2024年度首次發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

天舟七號(hào)此次攜帶了支持航天員3人280天的生活物資、平臺(tái)設(shè)備、推進(jìn)劑和科學(xué)載荷，是我國(guó)空間站進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展階段以來的第二艘貨運(yùn)飛船。

中國(guó)航天科技集團(tuán)第八研究院承擔(dān)了天舟貨運(yùn)飛船的電源分系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)與總裝以及測(cè)控與通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進(jìn)艙電纜網(wǎng)等研制任務(wù)。

首次驗(yàn)證3小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接

據(jù)八院介紹，此次天舟七號(hào)對(duì)接于核心艙后向端口，首次采用3小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接模式，為在軌航天員乘組閃送物資。

天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置，于北京時(shí)間2024年1月18日01時(shí)46分，成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口。交會(huì)對(duì)接完成后，天舟七號(hào)將轉(zhuǎn)入組合體飛行段。

作為交會(huì)對(duì)接的核心關(guān)鍵產(chǎn)品，八院研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)如今已圓滿完成30次對(duì)接。從早期對(duì)接目標(biāo)只有8噸到目前的180噸，每次滿分對(duì)接的背后，都彰顯著對(duì)接機(jī)構(gòu)這一“金牌產(chǎn)品”的強(qiáng)大適應(yīng)能力，進(jìn)一步提高了空間站工程交會(huì)對(duì)接任務(wù)的可靠性。

本次天舟七號(hào)對(duì)接工況最大變化，是作為改進(jìn)型貨運(yùn)飛船首次以3小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接于核心艙后向端口，對(duì)于對(duì)接機(jī)構(gòu)來說是全新的嘗試。八院對(duì)接機(jī)構(gòu)研制團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)考慮到多工況的對(duì)接能力，特別是本次天舟七號(hào)對(duì)接機(jī)構(gòu)更是開展了29個(gè)工況的29次捕獲緩沖試驗(yàn)，充分驗(yàn)證了產(chǎn)品的可靠性，進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在交會(huì)對(duì)接領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

太陽電池翼實(shí)現(xiàn)“骨骼國(guó)產(chǎn)化”

在設(shè)計(jì)伊始，天舟貨運(yùn)飛船的太陽翼就創(chuàng)造性地采用了玻璃纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的半剛性基板，與神舟載人飛船采用的剛性太陽翼相比，半剛性太陽翼具有輕量化、高壓安全性、高承載性、展開方式簡(jiǎn)單和展開速度快等優(yōu)勢(shì)。

如果把剛性太陽翼比作乒乓球拍，那么天舟貨運(yùn)飛船的半剛性太陽翼就像羽毛球拍，拍桿和拍框的材質(zhì)很大程度上決定了它的品質(zhì)，因此，結(jié)構(gòu)材質(zhì)的穩(wěn)定性是太陽電池翼在軌可靠穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

從天舟一號(hào)至天舟六號(hào)，太陽電池翼結(jié)構(gòu)中涉及到碳纖維的零部件均采用進(jìn)口原材料，而此次天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船采用“國(guó)產(chǎn)骨骼”，實(shí)現(xiàn)了原材料國(guó)產(chǎn)化。為此，八院積極開展半剛性基板和連接架國(guó)產(chǎn)化技術(shù)方案論證，在充分調(diào)研可選國(guó)產(chǎn)材料的基礎(chǔ)上，開展了大量工藝試驗(yàn)和仿真計(jì)算，驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)化替代方案的可行性，采用國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品通過了各項(xiàng)試驗(yàn)考核，確保產(chǎn)品功能性能滿足要求。

“運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)”優(yōu)化升級(jí)后更靈活穩(wěn)健

目前，空間站長(zhǎng)期處于三艙＋載人飛船＋貨運(yùn)飛船的組合體形態(tài)，這對(duì)于貨運(yùn)飛船的“運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)”——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性提出了更高要求。飛船在?？靠臻g站后，位于太陽翼與飛船推進(jìn)艙艙體連接處的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是為飛船提供能源傳輸?shù)闹匾考?。它通過調(diào)整太陽翼的角度，以實(shí)現(xiàn)太陽光最大范圍地照在太陽翼上，保證發(fā)電效率。

在天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船研制過程中，八院研制人員對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)一步提高其驅(qū)動(dòng)能力和驅(qū)動(dòng)可靠性，讓這一“運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)”可以更好地控制太陽翼完成跟蹤、捕獲等動(dòng)作，應(yīng)對(duì)太陽翼展開、飛行器變軌、對(duì)接、?？?、返回制動(dòng)等工況的適應(yīng)能力更強(qiáng)。針對(duì)升級(jí)后的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，開展了力學(xué)、熱真空、靜力試驗(yàn)等20余項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果均能滿足技術(shù)要求，為天舟貨運(yùn)飛船插上一對(duì)有力“翅膀”。