【资料图】
图①：中国空间站示意图。
中国载人航天工程办公室供图
图②：长征七号运载火箭正在进行垂直总装。
史 啸摄
5月10日21时22分，伴随着巨大的轰鸣声，一道耀眼的光柱划破夜空，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭点火发射，约10分钟后，天舟六号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。
椰林间，滨海处，文昌航天发射场内外欢呼声此起彼伏，人们热烈庆祝我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次飞行任务告捷。
天舟六号货运飞船是我国空间站应用与发展阶段的首发航天器，是改进型货运飞船的首发船，也是天舟六号到天舟十一号组批生产的首发货运飞船，承担着空间站物资保障、在轨支持和空间科学试验的任务。
天舟六号为中国人的太空之家“补货”，新包裹里藏着哪些惊喜？又将给空间站带来什么支撑？
“带货”能力强
货物装载能力突破7吨，提供更充足的物资保障支持
天舟六号最大的特点是吨位更高，能装下更多货物。凭借货物装载能力首次突破7吨，天舟六号一跃成为世界上现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船。天舟六号里有什么？
飞船装载了神舟十六号和神舟十七号6名航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置等物资。
我国天舟货运飞船采用货物舱和推进舱两舱设计，货物舱用于运输各类物资，推进舱为飞行器提供动力、能源与通信功能，并装载空间站补加推进剂。
历次天舟货运飞船升空的装载情况，是由空间站不同阶段任务和科学需求决定的。本次任务，天舟六号也根据新阶段新需求做出了灵活调整。
一方面，到了空间站应用与发展阶段，空间站姿态变化调整相对变少，推进剂消耗也会减少。另一方面，随着天舟六号升级改进，推进舱腾出了一部分空间来放置原货物舱设备，货物舱就有了更大的容积装货，方便携带更多物资。
中国航天科技集团五院货运飞船系统主管设计师董圣然介绍，通过改进，天舟六号密封舱货物装载空间提升了24%，装载能力由5.5吨增加至6.7吨；天舟六号整船物资装载能力由6.9吨提高至7.4吨，上行载货比由0.51提高至0.53。
“带货”能力的大幅提升，使得货运飞船每发射一次，能为航天员提供更久更充足的物资保障支持。为提高货物运输能力，本次任务天舟六号货运飞船进行了优化改进，将货运飞船发射需求由1年2次优化为2年3次，有效降低了运输成本。
本次任务还有一个显著亮点，就是天舟六号及后续型号中，国产型号规格比例和数量比例均有大幅提升，实现了关键元器件100%国产化。研制队伍通过推进系统配置优化工作，在提高可靠性的同时降低了成本，满足了上行遥控要求及下行图像和载荷数据的需求。
空间“装修”新
优化设计货物舱和推进舱，大大拓展存储空间
天舟六号如何改进？主要对货物舱和推进舱做了优化设计。
科研人员将天舟六号货物舱的后锥段，由原来的非密封舱改为密封舱，新增的“货架”大大拓展了货物舱的存储空间。同时，原来位于货物舱后锥段的仪器设备，为了寻找新的“座位”，则全部下移至推进舱内。
腾挪空间，说起来容易，做起来难，处处考验着航天科研人员的技术功底和匠心巧思。
面对数十台新增的仪器设备，推进舱必须把这些“乘客”安排稳当。
“在推进舱构型尺寸不变的情况下，舱内的配套设备增加了近50%，新增的大多属于外形尺寸大、插件布局密、关联设备多、线缆直径大的设备，除了要满足设备安装后整体结构力学平衡需求，还要预留足够的操作空间，用于电缆插接以及电缆网敷设、固定绑扎，以及满足高标准的安全性、维修性要求。”中国航天科技集团八院飞船型号副总师曹俊生介绍。
研制团队为此对推进舱内外设备进行了重新设计布局，包括连接舱内的穿舱管路移至舱外、取消补加层配置、下移仪器圆盘……为了验证新设计布局带来的质量特性变化能否适应整船力学环境，还借助数字模型仿真试验，组织完成了推进舱单舱力学试验，这是继天舟一号货运飞船后再一次开展该类大型试验。
天舟六号货运飞船的成功改进，将全密封货运飞船拓展为标准型（8个贮箱）和改进型（4个贮箱）两种状态。后续，将根据空间站补加推进剂的上行需求，由不同型谱的天舟货运飞船执行任务，为我国空间站长期稳定运营提供充足物资保障。
今年距离天舟货运飞船首飞已有6年。时间拉回至2017年4月20日，天舟一号在文昌航天发射场发射升空，验证了货物运输和推进剂在轨补加等多项关键技术，为我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步空间站研制建设奠定了坚实基础。
细细算来，从2021年天和核心舱的发射拉开空间站建造的大幕，到2022年我国空间站圆满完成在轨建造，天舟二号至天舟五号共计4艘天舟货运飞船，不仅承担着为空间站运送上下行物资的使命，还于在轨期间率先验证了空间站多项关键技术。例如首次利用空间机械臂完成转位试验、首次实现空间站在轨补加、首次实现2小时快速交会对接等，充分发挥了货运飞船的在轨潜力。
入轨精度高
发射场测发时间，从7年前的近40天缩短至如今的25天
本次任务是2023年我国载人航天工程任务的首次发射。搭建天地运输走廊、担纲托举天舟重任的“货运专列”，依然是长征七号火箭。
长征七号运载火箭是天舟货运飞船的“老搭档”。它是为满足我国载人空间站工程发射货运飞船需求，以及兼顾发射卫星等其他任务需求而研制的新一代高可靠、高安全的中型运载火箭，其入轨精度也是现役运载火箭中最高的，偏差不超过4秒。
从首飞算起，长征七号火箭尽管连战连捷，仍在坚持技术创新和全方位改进。中国航天科技集团一院长征七号运载火箭副总设计师马忠辉介绍，本次任务中，研制队伍对火箭发动机等产品进行了可靠性提升改进，进一步消除了薄弱环节；在测发流程方面，优化了地面测控软件，进行了单机、系统和全箭验证，测发流程可靠性得到进一步提升。经过流程的科学规划和优化，发射场测发时间从7年前的近40天缩短到了如今的25天。
后续，长征七号火箭还将以每年1到2次的发射频率，为我国空间站正常运转提供物资保障。在满足空间站货运任务的同时，长征七号火箭未来还计划发射中低轨卫星，拓展卫星发射市场。
截至目前，我国所有的天舟货运飞船都是从文昌航天发射场点火升空。2016年长征七号运载火箭在文昌航天发射场首飞成功，标志着我国自主设计建造的新一代航天发射场正式投入使用。7年来，文昌航天发射场牢记“每一次任务都不是往次任务的简单重复”原则，对任务的新状态、新特点进行梳理分析，制定了一系列针对性、操作性强的预防措施和应急预案，做到不放心不放行、不托底不转进、无把握不点火，已经形成新一代大、中型火箭高密度发射能力。
本次任务中，空间应用系统也有相关部署。据空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用工程与技术中心研究员吕从民介绍，空间应用系统通过天舟六号货运飞船上行实（试）验载荷、实验单元及样品、共用支持类设备、实验耗材和备品备件等，共计98件产品，总重量约714公斤。天舟六号与空间站完成快速交会对接后，由航天员将上述产品转运至空间站舱内，按飞行任务规划陆续开展空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、空间应用新技术试验等4个领域共29项科学实验和应用试验。
版式设计：沈亦伶