貨運飛船

貨運飛船

貨運飛船是一種專門運送貨物到達太空一次性使用的太空飛行器,主要任務是向空間站定期補給食品,貨物,燃料和儀器設備等。它是國際空間站補給物資的重要運輸工具,也是空間站的地面後勤保障系統。除日本的空間站轉運飛行器外,還有俄羅斯的“進步”飛船、歐洲的自動貨運飛船(ATV)等。

2015年2月15日,歐洲航天局宣布該機構向國際空間站發射的第五艘也是最後一艘自動貨運飛船(ATV)“喬治·勒邁特”號當天如期完成為期6個月的太空之旅,並在可控情況下在南太平洋無人區上空的大氣層中焚毀。

基本介紹

  • 中文名:貨運飛船
  • 外文名:Cargo ship
  • 用途:運送貨物到達太空
  • 使用次數:一次
  • 主要任務:向空間站補給食品,儀器設備等
  • 實質:太空飛行器
主要任務,各國發展情況,俄羅斯,日本飛船,歐洲飛船,中國,

主要任務

貨運飛船可以通過交會對接向空間飛行器補給貨物、提供消耗品和設備,從而延長飛行器的在軌飛行壽命,提高航天員的空間駐留和工作時間,拓展空間飛行器的能力,為空間站上乘員的長期駐留和實現空間站的長期套用提供支持。
貨運飛船要完成航天員消耗品、推進劑、艙內氣體等資源的補給和實驗用品的上行運輸,並要進行空間科學試驗載荷和維修設備等的運輸。空間站丟棄的廢棄物和生活垃圾等也要隨貨運飛船下行並在進入大氣層後燒毀。
貨運飛船與空間站對接後,將根據空間站的需求分次進行推進劑補給,實現航天員生活用品、維持艙壓氣體的補給,存儲空間實驗設備和用品,收集廢棄物,完成任務後墜人大氣層燒毀。
具體任務為:
一是補給空間站的推進劑消耗,空氣泄漏,運送空間站維修和更換設備,延長空間站的在軌飛行壽命;
二是運送太空人工作和生活用品,保障空間站航天員在軌中長期駐留和工作;
三是運送空間科學實驗設備和用品,支持和保障空間站具備開展較大規模空間科學實驗與套用的條件。

各國發展情況

俄羅斯

1、進步號
俄羅斯進步號貨運飛船執行向空間站定期補給食品,貨物,燃料和儀器設備等任務。到1993年底,已發展兩代,共發射進步號42艘,進步M號20艘。它與空間站對接完成裝卸任務後即自行進入大氣層燒毀。這種飛船由儀器艙,燃料艙和貨艙組成,貨艙容積6.6立方米,可運送1.3噸貨物,燃料艙帶1噸燃料。它可自行飛行4天,與空間站對接飛行可達2個月。
2、渡船號
俄“能源”火箭航天集團正在研製可重複使用的新一代貨運飛船,以替代已經使用了20多年的“進步”系列貨運飛船。
“能源”集團第一副總裁斯特列卡洛夫介紹說,新一代貨船名為“渡船”,預計將在2013年試飛。這種飛船能運送30噸貨物,而目前使用的“進步”飛船只能運載約2.5噸貨物。“渡船”還能在很長一段時間內重複使用,與只能為太空飛行器運送一次貨的“進步”飛船相比,能大大降低發射成本及其在太空運輸的成本。
按照設計,空載的“渡船”將被運載火箭送至距地面約200千米的近地駐留軌道,並停留在軌道內,需運載的貨物裝在專門的“貨櫃”內通過其他火箭送入太空軌道。
此後,“渡船”會用其兩個對接口中的一個與貨箱對接,然後將其運送到國際空間站等指定位置。
這種貨運飛船還能攜帶裝滿空間站垃圾的貨箱返回近地駐留軌道,然後拋掉貨箱並停留在駐留軌道等候下一批貨物,被拋掉的貨箱會在地球稠密的大氣中燒毀,其殘骸將會墜人指定的太平洋海域。
“渡船”既能接納裝有飲食、燃料等貨物的密封貨箱,又能接納裝載太陽能電池板等大規格設備和服務系統的非密閉貨箱。在將來,“渡船”可能用於運送大型太空飛行器構件,以便在太空中組裝空間站和能在星際間飛行的宇宙飛船。
除了“渡船”以外,俄“能源”集團還在開發可多次使用的新一代載人飛船——“快速帆船”,以替代已使用多年的“聯盟”系列載人飛船。
這樣,“渡船”和“快速帆船”將在未來協同合作,完成更大的航天計畫。

日本飛船

2009年9月11日從種子島宇宙中心升空的空間站轉運飛行器是日本首款太空貨運飛船,它將承擔起為國際空間站運送實驗設備、食品等補給物資的重任。
該空間站轉運飛行器呈圓筒狀,全長約10米,最大直徑約4.4米,能裝載約6噸貨物,發射時的質量約16.5噸,與運載火箭分離後能自主飛行直到空間站;補給物資後,能從空間站脫離,在沖入地球大氣層時燃燒殆盡。 該空間站轉運飛行器由加壓貨艙、非加壓貨艙、暴露集裝架、電子模組和推進模組組成,還搭載有通信系統、天線和反射板等設備。 加壓貨艙主要運載國際空間站內部用補給物資,包括實驗台、飲用水和衣物等,當空間站轉運飛行器處於和空間站對接狀態時,太空人們能夠進入加壓貨艙作業。暴露集裝架收藏於非加壓貨艙內,是運送國際空間站外部實驗裝置和電池的貨架。作為國際空間站補給物資的運輸工具,空間站轉運飛行器1號飛行任務預定持續約36天,主要為空間站送去7個實驗台、“希望”號實驗艙保管室所需的1個保管台、空間站外部實驗裝置等共約4.5噸物資。

歐洲飛船

歐洲航天局製造的ATV自動貨運飛船運貨能力接近8噸,大於俄羅斯的“進步”貨運飛船。ATV飛船除了向國際空間站運送貨物外,還可用作太空拖船,在必要時幫助國際空間站提升軌道。ATV飛船的一大特點是具有先進的高精度導航能力,可在較少地面控制的情況下自動與國際空間站對接。

中國

據中國載人航天工程新聞發言人透露,在2016年相繼完成長征七號運載火箭首飛試驗、天宮二號與神舟十一號載人飛行任務後,今年4月中下旬,將在文昌航天發射場發射天舟一號貨運飛船,開展貨物運輸補給、推進劑在軌補加、自主快速交會對接等多項關鍵技術試驗。此次任務是中國載人航天工程空間實驗室階段的收官之戰,對於空間站工程後續任務順利實施具有極為重要的意義,將標誌著中國載人航天工程勝利完成“三步走”戰略中的“第二步”任務,為空間站建設任務奠定堅實技術基礎。目前,天舟一號飛行任務各項準備工作正按計畫緊張開展。

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