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貨運飛船是怎麼給空間站進行補給的?真相太贊了!

2017年4月20日,中國首艘貨運飛船「天舟一號」發射成功。貨運飛船是幹什麼用的呢?原來它是用來給空間站進行補給的!

空間站發展到今天,已經成為人類在太空的「航天母艦」。它的體積和質量都很龐大,可容納多名航天員長期駐留,進行各種空間實驗和空間應用。已經墜落的「和平號」空間站曾飛行15年,現在正在運行的「國際空間站」也已飛行了13年之久。漫長的時間裡,空間站的環境控制與生命保障、航天員的日常生活和太空實驗所需的載荷,都需要從地面運送補給,載人飛船可攜帶少量物品上行或是下行,但補給主要是通過貨運飛船和太空梭實現的。

最早用於補給的飛船其實就是載人飛船。載人飛船除了運送人員外,也留有部分空間可用於運載少量貨物。在專用的貨運飛船出現後,載人飛船的上行運貨能力已經可以忽略不計了,但載人飛船的返回艙可用於從空間站攜帶部分實驗載荷返回地面,仍具有很大的實用價值。貨運飛船是人類太空活動擴大、空間站日益複雜的產物,用來為空間站補給推進劑、實驗載荷、食品、水,以及其他太空工作生活的消耗品。

最早投入使用的貨運飛船「進步號」是從「聯盟」載人飛船改進而成,是一次性使用的消耗品,會在返回時徹底燒毀,不能攜帶貨物返回地面。1978年,蘇聯使用「聯盟號」火箭將「進步1號」貨運飛船發射升空,並成功與「禮炮6號」空間站對接,為其運去了約2.3噸物資,包括1噸的推進劑和總計1.3噸的食物、替換部件、科學載荷和其他物資。「進步號」貨運飛船還具備提升空間站軌道的能力。「進步號」飛船到今天已經發展了三代,雖然受到原始設計的制約,其貨運能力提高有限,但仍是「國際空間站」的主力貨運飛船之一。

目前擔任「國際空間站」貨運任務的,還有歐洲空間局的自動貨運飛船和日本的H-Ⅱ轉移飛行器,以及美國太空探索技術公司的「龍」飛船。未來,美國軌道科學公司的「天鵝座」飛船也將加入其中。歐洲空間局的自動貨運飛船還具備提升空間站軌道的能力,它和日本的H-Ⅱ轉移飛行器一樣,是一次性使用的,不能將空間站的物資帶回地面。

與俄羅斯的飛船相比,歐、美、日的飛船設計更先進,運載能力也更大。歐洲空間局的自動貨運飛船具備運輸7.6噸貨物的能力,日本的H-Ⅱ轉移飛行器的運輸能力約6噸,美國的「龍」飛船也具備比「進步號」飛船更強的貨運能力。目前,日本的H-Ⅱ轉移飛行器和美國的「龍」飛船,除設計了加壓貨艙外,還有獨立的非加壓貨艙,可直接為「國際空間站」運輸暴露在外部的實驗載荷或是空間站設備,這是美國太空梭退役後僅有的兩種具備非加壓貨物運輸能力的飛船。

談到空間站補給,太空梭功不可沒。它擁有長約18.3米、直徑約4.57米的大型貨艙,可攜帶最大約25噸載荷進入軌道。「國際空間站」建設過程中,是它將空間站的巨型桁架、太陽翼、實驗艙和節點艙送入軌道,是空間站建設的頭號功臣。太空梭貨艙除了攜帶大量非加壓貨物對空間站進行補給外,貨艙內還可攜帶最多運輸9噸貨物的多功能後勤艙。它們為「國際空間站」運去了大量加壓貨物,有力地支持了「國際空間站」的正常運行和空間實驗與應用。


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