天舟一号有一项能力世界第一 但是......

天舟一号即将在海南文昌发射，天舟一号是我国第一型货运飞船，也是世界现役最大的货运飞船，它的结构是怎样的？它将执行怎样的任务？请看特约撰文张亦驰的文章。

在完成了总装测试等技术区各项工作之后，长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体于昨天（4月 17 日）上午，“乘坐”着活动发射平台驶出总装测试厂房，垂直转运至发射区。在完成进一步测试和推进剂加注工作之后，将于20日到24日择机发射。相信接下来几天中国将迎来一股新的航天热，我们今天先来预预热，聊聊这艘天舟一号。

中国最大的航天器

首先我们要知道的是，此次发射的天舟一号很可能将成为中国送入太空的最大的航天器。天舟一号是我国首艘货运飞船，它采用两舱式结构，直径较小的是推进舱，直径较大的为货物舱。

它看上去有点像放大的天宫二号空间实验室，外观上的一个明显不同是天宫二号共有8片（每侧有4片）较小的太阳能帆板，而天舟一号共有6片大型的太阳能帆板。天舟一号最大直径达到3.35米，飞船全长10. 6米，载荷能力达到了6.5吨，满载货物时重13.5吨。天宫二号全长10.4米，直径同为3.35米，质量为8.6吨。而之前发射的神舟飞船的起飞质量更小一些。

能分得清天宫和天舟吗？大一些的，每侧有三块太阳能帆板的是天舟一号。

如果此次发射满载的话，它将成为中国发射进入太空的质量最大的航天器，上面说了，它甚至要比天宫二号空间实验室还大。去年中国首次发射的长征五号运载火箭虽然有更大的运载能力，但是那次发射的是一颗高轨道卫星，所以其质量要比天舟一号小一些。

首次验证“太空加油”

天舟一号此次任务将与天宫二号空间实验室完成交会对接，首次实施推进剂在轨补加，突破和掌握推进剂在轨补加等关键技术。而且进行推进剂补加不是一次，而是进行3次！

空间实验室也好，空间站也罢，在393公里近地轨道运行都会由于空气阻力而减速“掉高度”，如果不能维持高度，其在轨寿命将比较有限。空间站或者空间实验室的用于轨道维持的火箭发动机适时启动以保持轨道高度，但是其携带的燃料又是有限的。这就为被称为“太空加油”的在轨推进剂补加技术提出了需求。在天舟一号验证这项技术之前，掌握推进剂在轨补加技术的只有美俄两国，而实现在轨加注应用的则只有俄罗斯。此次天舟一号的一个重要使命就是验证这项技术，这也是中国未来空间站的关键技术之一。为此，先期发射入轨的天宫二号安装了一套全新的补加系统，其补加原理类似于油管与油枪的对接，不过其精度和密封性要求非常之高。而且为了充分验证其可靠性，这次将进行三次推进剂在轨补加。

当然，美国、欧洲不进行推进剂在轨补加是有原因的，他们选择了另外一种方式，就是利用货运飞船的发动机直接用于维持空间站的高度。当货运飞船与空间站对接后，利用自身发动机“烧掉”多余的燃料抬高空间站轨道。不过这种轨道维持方式对于飞船的位置、对接口受力要求较高，另外这种方式也不够灵活，但是其安全性应该比“太空加油”高一些。

现役运载能力最强货船

天舟一号不仅将成为中国最大航天器，还可能成为世界上现役运载能力最强的货船。

我们看看国外货运飞船的情况。在20世纪70年代，苏联和美国开始发展体积大、寿命长、用途广的空间站。刚开始时，两国都是用人货混装的载人飞船为空间站提供少量补给，每艘载人飞船一次只能为空间站运去几百千克的物资，无法满足需求。苏联率先在“联盟”号载人飞船的基础上研制了“进步”号货运飞船，其改进型一直使用至今。其货舱容积为6.6立方米，运载能力为2.6吨，并可进行在轨推进剂补加服务。美国目前最先进的“龙”飞船长5.9米，最大直径3.6米，自重只有4.2吨，其运送载荷最大质量6吨，返回载荷最大质量3吨，它也是所有货运飞船中唯一可以运回物品的。美国的“天鹅座”和日本的HTV货运飞船运载能力分别为2.7吨和6吨。因此，天舟一号在现役货运飞船中运载能力是最大的。当然，千万别忘了定语“现役”。因为在此之前，欧洲的“自动转移飞行器”就达到了7吨的运载能力，该飞船全长10米，最大直径为4.5米，质量约10吨，运货能力可达7吨，是迄今运载能力最大的货运飞船，从2008年起到2014年共发射了5个，但是目前已经停止建造。

需要注意的是，货船的研制难度不大，不需要复杂的环境控制系统，运载能力也不是唯一的性能指标。因此不能简单认为天舟一号的技术是世界第一。

那么大的肚子，里面会装什么？

还要独立飞行3个月

另外一个颇有意思的事实是，据媒体公开报道，天舟一号与天宫二号对接后的组合体将飞行约2个月，这之后天舟一号还要独立飞行3个月。而一般货运飞船离开空间站或者空间实验室之后基本上会在很短时间内就重返大气层了。其实天舟一号飞船的此次任务除了加油以外，也没什么生活、工作用品以及零备件可送。

与天宫二号分离后，它还要独自飞行3个月......

而那个比天宫二号还大的货舱就会这样闲置吗？在作者看来，那么会过日子的中国航天不会那么败家，肯定会放满了各种实验器材和实验装置，开展一系列的在轨科学实验的，当然某些不怀好意的国外媒体肯定会指责这个纯粹用于科学实验的天舟一号有军事用途的……

（看看新闻Knews 特约撰稿人：张亦驰 编辑：周杰）