航天員親，您的快遞到了！

「天舟一號」貨運飛船即將發射的消息，讓一眾中國航天粉很是興奮。不少吃瓜群眾卻有點蒙圈：既然有了神舟載人飛船，為了給「天宮二號」送個「快遞」，還用得著費勁研製「天舟一號」嗎？

其實，貨運飛船這些太空快遞員可不簡單了，它們堪稱是各國空間站的最強後援團。貨運飛船既能給航天員送去飲水氧氣食品等生活物資，補充空間站維持運行軌道高度所消耗的推進劑，也能遞送空間站使用的儀器、設備和材料，運送建設、維修空間站的各種零部件。除了送貨之外，貨運飛船還能從空間站帶走各種垃圾，安全負責地把空間站的科研產品送回地球。

國際空間站需要大量物資支持運轉，空間科研的產品以及各種棄物也必須及時運走。

作為十項全能的太空運輸專家，貨運飛船的運載能力和運輸成本也完爆載人飛船。更加重要的是，有了能幹的無人駕駛貨運飛船，航天員就不用承擔辛苦而危險的太空送貨工作了。只需時不時地收發個太空快遞，人們就能在空間站愉快地長期工作生活下去。

20世紀70年代，史上第一種「進步」號貨運飛船在前蘇聯誕生。隨著國際空間站的開建，貨運飛船更是迎來了全盛時代，歐空局、日本和美國紛紛成為了貨運飛船玩家。細細盤點各具特色的現役貨運飛船，或許能讓我們更好地了解自家的「天宮一號」。

太空老字號：「進步」號貨運飛船

玩起空間站之後，海量的太空運輸要求很快讓前蘇聯的航天人有點吃不消。使用載人飛船送貨不僅效率低下、成本高昂，還給航天員的生命安全帶來了很大風險。糾結了幾年之後，航天專家們突然福至心靈：不就是送個太空快遞嘛，幹嘛不搞個一次性無人貨運飛船呢？

作為貨運飛船家族的開山怪，「進步」號完全以「聯盟」號載人飛船為藍本，大致就是去除了所有載人飛行相關設備的極簡版「聯盟」號。「進步「號飛船長度超過7米，發射重量超過7噸，由密封加壓貨艙、燃料艙和推進艙組成，擁有約2.5噸的低軌道太空貨運能力。

前蘇聯和俄羅斯的「進步」號系列飛船，堪稱貨運飛船的開山鼻祖。

1978年1月20日，首艘「進步」號貨運飛船發射升空，把史上第一單太空快遞送上了「禮炮」6號空間站。到2016年底為止，「進步」號及其改型系列飛船共完成了155次太空飛行，其中只有3次失敗記錄。憑藉這份霸氣的成績單，外觀樸實的「進步」號鑄就了不朽的航天傳奇。

現役「進步-M」系列貨運飛船使用Probe-Cone介面與國際空間站自主對接，可以定期為空間站補給物資和燃料。在一次飛行任務中，它可以運輸約1.7噸物資，或是為空間站注入約1.9噸火箭推進劑。卸貨後的「進步」號用貨艙帶走空間站的垃圾，重返大氣層化為一團熊熊烈火。（有點悲傷……）

前方的」聯盟「號載人飛船和後方的」進步「號貨運飛船，同時與國際空間站對接，看起來如同雙胞胎一般相似。

由於體積和對介面的限制，「進步」號系列飛船的運載能力比起後來者已經相形見絀。服務過多個前蘇聯和俄羅斯空間站，為國際空間站立下汗馬功勞的「進步」號，如今令人頗有廉頗老矣的感慨。

歐洲大力士：歐空局的ATV

加入國際空間站項目之後，歐洲小夥伴們分到了補充燃料和運輸科研物料的任務，也要順便送點清水氧氣辣條火腿腸之類的小件。為了不辱使命，歐洲空間局組織研發了簡稱ATV的自動轉移飛行器（Automated Transfer Vehicle）。

歐空局研製的ATV-4 「阿爾伯特.愛因斯坦」號貨運飛船。

ATV是貨運飛船中的巨無霸，長度超過10米，直徑達到了4.5米，形如帶著一個尖頭的大圓筒。大如雙層巴士的ATV，擁有傲視同儕的大型加壓貨艙和燃料艙，可以攜帶重達7.6噸的貨物衝上太空。ATV也使用Probe-Cone介面與國際空間站完成自主對接，一次最多可以補給5.5噸物資，或是補充4.5噸火箭燃料。

ATV-5與國際空間站對接的3D示意圖。

2008年3月9日， ATV-1飛船從法屬蓋亞那的庫魯航天發射場順利升空，浪漫的法國人把科幻大師儒勒?凡爾納的名字賦予了這艘飛船。ATV系列飛船設計優良，可惜ATV和發射它的阿麗亞娜火箭都很昂貴，完成一次發射的花費超過5億美元。2015年2月15日，ATV-5為計劃中的五次飛行任務畫上了圓滿的句號，歐空局「太空快遞公司」也暫時停業。

東瀛宅急送：「鸛」貨運飛船

根據本國運載火箭H-II的特點，日本宇宙航空研究開發機構量身定製了簡稱為HTV（H-II Transfer Vehicle）的貨運飛船。2009年9月10日，首艘HTV-1從日本種子島航天發射場升空。

HTV也被稱為「鸛」貨運飛船，然而HTV 幾乎就是一個長9.8米、直徑4.4米的圓柱體，似乎叫「罐」飛船更加合適。滿載貨物的HTV重達16.5噸，可以一次派送6噸太空快遞。

遨遊太空的日本HTV-1「鸛」貨運飛船。

HTV無法與國際空間站自動交會對接，必須先是靠泊在空間站10米之外，用空間站的機械臂抓取後再使用CBM介面對接。CBM介面是邊長127厘米的圓角正方形，通過能力遠超直徑80厘米的圓形Probe-Cone介面，HTV因此可以運輸國際空間站所需的大件物品。不過，沒有Probe-Cone介面的HTV不能進行推進劑補給，因此只有一個加壓貨艙和一個運輸空間站艙外設備的非加壓貨艙。

國際空間站的機械臂正在抓取靠泊的HTV-6」鸛「貨運飛船。

已經發射的六艘「鸛」飛船都獲得了成功，派送快遞之餘還進行了一些重要的科學實驗。未來，HTV和它的改進版版貨運飛船，還將一次次派送從地面到太空的單程快遞。

起大早，趕晚集：「龍」與「天鵝座」

財大氣粗的美國國家航空航天局（NASA）對貨運飛船一直不太上心，然而在全部太空梭退役之後，他們才如夢方醒地發現：美國既沒有了能載人的航天器，也沒有了能送貨的飛船！一番謀劃之後，NASA決定把送快遞的粗活委託給私營航天公司，「龍」飛船和「天鵝座」飛船就此粉墨登場。

美國太空探索技術公司(SpaceX)善於搞大新聞，他們的「龍」飛船知名度極高。其實，長度6.1米、最大直徑3.7米的「龍」飛船相當小巧，飛船主體形如截去了尖端的子彈。「龍」飛船擁有一個加壓艙和一個非加壓艙，理論上可以運載6噸物資。

SpaceX公司的「龍」貨運飛船。

「龍」飛船也是靠泊式對接的貨運飛船，也無法為國際空間站加註推進劑。不過，「龍」飛船卻開闢了別無分號的往返快遞業務。它的密封貨艙能夠帶上約3.3噸有效載荷再入大氣層，使用減速降落傘平穩著陸，是當下唯一能夠從國際空間站運回貨物的飛船。

成功回收的「龍」飛船返回艙。

2012年5月22日，「龍」飛船以世界第一艘靠泊國際空間站的私營商業飛船永載史冊。在一系列後繼發射中，「龍」飛船和運載它的「獵鷹」9火箭多次仆街。不過SpaceX並沒有從此縮手縮腳，正在積極研發載人和貨運兩個版本的 「龍」飛船2。

在私營貨運飛船市場上，美國軌道科學公司（ATK）的「天鵝座」飛船可以與「龍」飛船分庭抗禮。成本導向的「天鵝座」飛船和它的配套火箭使用了大量來自俄羅斯、烏克蘭的廉價部件，外觀簡陋得像一個鐵皮罐頭，飛船內部也只有一個密封加壓貨艙。

靠泊在國際空間站的第一艘「天鵝座「貨運飛船。

標準型「天鵝座」飛船有5.1米的長度和3.07米的直徑，運載能力約為1.7噸。從第五次飛行任務開始，ATX簡單粗暴地把飛船加長1.2米，推出了極限運載能力3.5噸的增強型「天鵝座」飛船。

增強型「天鵝座「飛船正在接近國際空間站。

2013年9月18日，第一艘「天鵝座」貨運飛船順利升空。「天鵝座」也是靠泊式貨運飛船，因而同樣不能為空間站補充推進劑。迄今為止，「天鵝座「飛船取得了七次發射六次成功的不錯成績，未來還將每年為國際空間站送兩次快遞。

紅色五星快遞：「天舟一號」

見識過五位個性十足的貨運飛船前輩，各位蝌蚪看官是否對「天舟一號」更感興趣了？運抵文昌航天發射中心等待發射升空的「天舟一號」，又究竟是一艘什麼樣的貨運飛船呢？

「天宮一號」貨運飛船生產車間。

圖片來源：中國航天科技集團微信

即將於2017年4月20日左右發射升空的「天舟一號「，是我國自主研製的第一艘貨運飛船。「天舟一號」以「天宮」系列航天器為藍本設計，是一型一次性使用的全密封貨運飛船。「天舟一號」的全長約10.6米，起飛質量達到了13噸，是我國目前體積最大、重量最重的航天器。如果與其他國家的現有貨運飛船相比，」天舟一號「算得上是一位重量級選手。

「天舟一號」貨運飛船的太空飛行3D示意圖。

「天舟一號「的外觀像兩個連接在一起的圓柱體，由前部直徑3.35米的大型密封加壓貨艙，以及後部直徑約2.8米的動力艙組成。它可以為」天宮二號「空間實驗室運送消耗物品、推進劑、維修設備、維修器材和試驗載荷設備，下行墜毀之前還能帶走約6噸「天宮二號」產生的廢棄物。」天舟一號「能夠攜帶約6.5噸物資，其中包括2噸用於補給的火箭推進劑，運載能力相當於「神舟」載人飛船的20倍以上。由於設計優秀，「天舟一號「具備「薄皮大餡」的優點，有效載荷接近發射重量的48%，如此強悍的運載能力在貨運飛船大家族中名列前茅。

「天舟一號」貨運飛船有著優越的載貨比。

圖片來源：中央電視台新聞頻道截圖

作為中國貨運飛船的開路先鋒，「天舟一號「的主要任務是為後來者積累實踐經驗。在為期三個多月的太空飛行中，「天舟一號」將與「天宮二號」先後進行三次自主交會對接，其中包括第一次嘗試的6小時自主快速交會對接。與「天宮二號「對接為組合體的飛行過程中，「天舟一號「還將完成三次」太空加油「，為」天宮二號「進行三次在軌推進劑加註。除此之外，「天舟一號」還搭載了N多科研設備，將在獨自飛行期間完成一系列空間科學實驗。

「天舟一號」貨運飛船與「天宮二號」空間實驗室進行自主交會對接的3D示意圖。

如果「天舟一號「的使命能夠順利完成，中國載人航天工程「三步走」戰略就基本走完了「第二步」，中國將按計劃開建自己的空間站。為了配合空間站的建設和運行，在設計研製「天舟」貨運飛船的過程中，我國航天專家們採用了型譜化方案，設計了全密封貨物艙、半密封貨物艙、全開放貨物艙和推進艙四個模塊，「天舟一號」的接班人中將出現全密封、半密封和全開放三種型譜的貨運飛船，成為更加強大貼心的全能太空快遞專家。

由於眾所周知的政治原因，中國被排除在國際空間站項目之外，我們自己的空間站和貨運飛船也姍姍來遲。如今，「天舟一號」貨運飛船終於整裝待發，中國航天事業也即將進入一個全新的時代。相信在不久的將來，安居「天宮」和空間站的中國航天員們，將會經常聽到一句歡快的吆喝：親，注意查收「天舟」送來的快遞喲。

參考資料：

4、 http://tech.qianlong.com/2017/0410/1584655_6.shtml

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