中國首次太空加油成功！10年前被諷不可能

據中國航天科技集團消息，4月27日19點07分，天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室成功完成首次推進劑在軌補加試驗，標誌天舟一號飛行任務取得圓滿成功。

突破和掌握推進劑在軌補加技術，填補了我國航天領域的空白，實現了空間推進領域的一次重大技術跨越，為我國空間站組裝建造和長期運營掃清了能源供給上的障礙，使我國成為繼美俄之後世界上第三個獨立掌握這一關鍵技術的國家。

據了解，4月22日12點23分，天舟一號與天宮二號完成交會對接後，天舟一號關閉交會對接設備，進行對接通道復壓和檢漏，以及設置組合體運行狀態，並由天宮二號控制組合體轉入天宮二號在後、天舟一號在前的飛行姿態，做好推進劑補加試驗相關準備工作。

此次推進劑在軌補加持續約5天，先後進行了補加管路檢漏、天宮二號貯箱氣體回收、推進劑輸送、推進劑吹除等關鍵步驟。

在地面操作人員精確控制下，整個在軌補加過程由天舟一號與天宮二號共同配合完成，其中，天舟一號負責貯箱增壓、補加管路檢漏，並向天宮二號輸送推進劑；天宮二號負責貯箱氣體回收，並接收貨運飛船輸送推進劑。

整個飛行任務中，天舟一號將為天宮二號進行3次推進劑補加，第2次計劃在6月中下旬開展。

此次天舟一號飛行任務，是載人航天工程空間實驗室飛行任務的收官之戰，對於空間站工程後續任務順利實施具有極為重要的意義，取得圓滿成功標誌著我國載人航天工程第二步勝利完成，也正式宣告中國航天邁進「空間站時代」。

不為人所知的是，10年前，俄羅斯表示可以為中國提供技術合作，但提出「補加技術中國人搞不出來，你們的貨運飛船必須配套我們的系統」。中國人堅持「太空加油技術一定要在自己手中實現」，用10年時間攻克了一系列關鍵技術。

深度解析「太空加油」：難度之大 超乎想像

在複雜的太空環境下，「加油」這樣的動作並不容易實現。

想要天舟一號把「加油槍」準確無誤地插入「加油口」，兩個航天器的對接機構要銜接得嚴絲合縫。

之前天宮與神舟的交會對接被媒體比喻為「在茫茫太空中穿針引線」，此次天舟一號身兼液體補加任務，對精度的要求更是高了一倍。

中國航天科技集團八院對接機構主任設計師邱華勇所在的研製團隊創新設計，在已經生產好的上天產品上增加了4個液路浮動斷接器及若干補加管路的安裝介面。

作為連接通道，斷接器是可浮動的，藉此消除兩個高速飛行航天器對接機構對接時的偏差影響。

不光要「對得上」，還要能「分得開」。「就好像筆桿和筆帽的關係，筆帽卡太緊，有可能拔不下來。」邱華勇順手拿起桌上的鋼筆演示著。「萬一出現這種狀況，對接機構的分離推桿力能克服故障狀態下的分離力，使航天器正常分離。」一直從事天宮二號對接機構研製工作的副主任設計師丁立超說。

實施「太空加油」主要靠壓差實現液體流動加註。推進劑全部裝在推進艙內，可兼顧常規推進和在軌補加使用，一體化設計提高利用率和可靠性。

「『太空加油』得以實施的一個前提條件是，受加註方空間站或空間實驗室要具備可重複接受加註的能力。」航天科技集團六院801所副所長魏青說。

六院科研人員為天宮二號配備了國內最大的金屬膜盒貯箱，內有管理裝置，實現箱內的氣液分離。貯箱可像手風琴風箱一樣推拉往複運動，這樣的補加裝置能接受上百次加註。

「太空之吻」實現後，天宮二號貯箱內的氣壓由壓氣機調低，兩個航天器燃料貯箱間形成壓差，液體推進劑從壓力高處向低處流動，實現天舟一號對天宮二號的加註。

研製團隊對天舟一號的常規推進系統和在軌補加系統進行了國內首創的一體化設計。據六院801所貨運飛船推進分系統主管設計師苗鵬介紹，這個一體化設計使推進系統與補加系統之間通過隔離和溝通，來實現推進劑的最大利用。

此外，「當其中一個系統出現故障，可以通過隔離及切換，確保推進和補加功能均可順利完成」，魏青說。

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