2021年年底，中國載人航天工程辦公室發(fā)布公告，首次公開征集天舟飛船搭載科學(xué)技術(shù)試（實(shí)）驗(yàn)和應(yīng)用項(xiàng)目。

也許有人會(huì)好奇：天舟不是給空間站送“快遞”的么？它怎么還搭載科學(xué)實(shí)驗(yàn)？

貨運(yùn)飛船是為空間站服務(wù)的空間物資運(yùn)輸載人航天器，旨在通過運(yùn)輸食物、推進(jìn)劑和其他物資來支持空間站的建造與運(yùn)行，并攜帶空間站重要貨物返回地面。然而，作為一款運(yùn)輸效能高、任務(wù)范圍廣、自主能力強(qiáng)的貨運(yùn)飛船，天舟在滿足空間貨物運(yùn)輸主任務(wù)的同時(shí)，還具備了多維度在軌服務(wù)拓展能力，可謂“任務(wù)多面手”。

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天舟和它的同行們、前輩們

1978年1月，蘇聯(lián)發(fā)射了第一艘“進(jìn)步號”貨運(yùn)飛船。2008年3月，歐洲發(fā)射第一艘自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器（ATV），2009年09月日本H2轉(zhuǎn)移飛行器（HTV）成功首飛。借助NASA“商業(yè)軌道運(yùn)輸計(jì)劃COTS”和“商業(yè)乘員發(fā)展計(jì)劃CCDev”，SpaceX公司和軌道科學(xué)公司先后發(fā)射了“龍”號貨運(yùn)飛船和“天鵝座”貨運(yùn)飛船。

天舟貨運(yùn)飛船是我國載人航天工程重要組成部分，是我國自主研制的第一型專用空間物資運(yùn)輸航天器。

2017年4月20日，天舟一號成功發(fā)射。2017年9月22日，天舟一號圓滿完成了空間實(shí)驗(yàn)室階段收官任務(wù)。

天舟二號、天舟三號于2021年5月和9月成功入軌，均采用全相位全自主快速交會(huì)對接方式與核心艙后向端口對接，同時(shí)?？靠臻g站核心艙，運(yùn)行狀態(tài)良好。

天舟四號已于2022年5月10日發(fā)射，成功對接空間站天和核心艙。

天舟四號任務(wù)標(biāo)識

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運(yùn)輸能力最大、效率最高的現(xiàn)役貨運(yùn)飛船

天舟貨運(yùn)飛船面世之前，歐洲的ATV（Automated Transfer Vehicle/自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器）是運(yùn)輸能力最大的貨運(yùn)飛船——運(yùn)力達(dá)到7.6噸，但起飛總重超過20噸。由于經(jīng)濟(jì)性欠佳，ATV已于2014年退役。

歐空局ATV貨運(yùn)飛船

天舟貨運(yùn)飛船運(yùn)輸能力6.9噸，是國外現(xiàn)役最強(qiáng)“天鵝座”（Cygnus）飛船的2倍，接近ATV的運(yùn)輸量，但起飛總重僅為13.5噸，效率大幅提升，單位運(yùn)輸成本顯著降低。

由于天舟屬于服務(wù)型大型載人航天器，平臺功能強(qiáng)大，安全性可靠性高，設(shè)計(jì)之初即考慮多任務(wù)應(yīng)用。其功能不限于貨運(yùn)任務(wù)，而是充分挖掘平臺潛力，力爭一次任務(wù)多重效益。

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空間站組合體運(yùn)行不可或缺的幫手

在?？靠臻g站之后，天舟并不是簡單地進(jìn)入休眠狀態(tài)，而是融入組合體，成為空間站運(yùn)行不可或缺的一部分。

兩艘貨運(yùn)飛船與核心艙形成的組合體

空間站需要長期在軌運(yùn)營，而其推進(jìn)系統(tǒng)維修更換不易，因此天舟承擔(dān)了組合體姿態(tài)和軌道維持任務(wù)。它使用自身發(fā)動(dòng)機(jī)保持組合體運(yùn)行姿態(tài)穩(wěn)定，定期進(jìn)行姿態(tài)軌道抬升，根據(jù)預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)動(dòng)規(guī)避空間碎片。如此，可以大幅減少空間站推進(jìn)系統(tǒng)使用，節(jié)省其工作壽命，以支持長期在軌運(yùn)營。

信息供電與空間站一體化，是組合體飛行期間的基本狀態(tài)。作為母船的空間站可以為天舟補(bǔ)充電能并代傳數(shù)據(jù)，天舟電量充足時(shí)也可以向空間站母船反向供電，能源雙向共享。應(yīng)急狀態(tài)下，天舟可以作為中轉(zhuǎn)站代傳空間站數(shù)據(jù)，建立與地面應(yīng)急通信渠道，為排故處置提供保障。

空間站運(yùn)行期間，會(huì)產(chǎn)生各種類型的廢棄物。這些廢棄物不能合理放置和銷毀處置的話，長期堆積會(huì)污染環(huán)境，占據(jù)寶貴空間。早期國外空間站存在直接向太空拋散廢棄物的情況，成為空間垃圾，存在威脅其他航天器運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。作為負(fù)責(zé)任的大國，我國為天舟賦予了廢棄物有控銷毀的義務(wù)。天舟在組合體飛行期間存放各類廢棄物，任務(wù)末期攜帶其再入大氣層銷毀。

雖然是貨運(yùn)飛船，天舟的密封艙內(nèi)仍然維持了良好的載人環(huán)境。由于噪聲水平很低、空間比較大，航天員可以在天舟內(nèi)部享受工作之余的寧靜和舒適。

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空間試（實(shí)）驗(yàn)平臺

天舟可以根據(jù)任務(wù)要求調(diào)整貨物配比，試驗(yàn)載荷搭載量大。貨物艙艙內(nèi)艙外均可安裝載荷，可支持試驗(yàn)領(lǐng)域廣?？臻g站階段，天舟以每年1~2艘的頻度發(fā)射，具備成為常態(tài)化試驗(yàn)平臺的天然優(yōu)勢。

中國載人航天工程辦公室面向社會(huì)征集科學(xué)技術(shù)試（實(shí)）驗(yàn)和應(yīng)用項(xiàng)目，以充分利用天舟貨運(yùn)飛船資源，發(fā)揮載人航天工程綜合效益，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究和航天人才培養(yǎng)。其密封貨物艙內(nèi)可以開展微重力流體物理與熱物理、微重力燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力基礎(chǔ)物理、空間元器件等方面的科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)，可以搭載對地、對天觀測試驗(yàn)裝置，開展500km~90km軌道高度各類空間環(huán)境探測。同時(shí)，這一平臺還能作為航天科普教育和國際合作交流的窗口，歡迎國內(nèi)外中小學(xué)生、院?；谪涍\(yùn)飛船開展科普教育和科學(xué)試（實(shí)）驗(yàn)。

除空間物資運(yùn)輸主任務(wù)之外，天舟還能為試驗(yàn)載荷提供基本的機(jī)械安裝、供電和信息接口支持，單次任務(wù)可以余出的約300千克重量用于上行試驗(yàn)載荷，并充分利用剩余推進(jìn)劑開展技術(shù)試驗(yàn)。

天舟是僅次于空間站的大型航天器。作為交會(huì)對接跟蹤飛行器，它具有精確自主測定軌以及軌道機(jī)動(dòng)能力。平臺100V高壓能源體系、中繼高速天地通信系統(tǒng)可以滿足大部分試驗(yàn)項(xiàng)目需求；3.35米艙體直徑具備較大型載荷裝載能力。充分利用推進(jìn)劑的情況下，天舟可以為試驗(yàn)任務(wù)留軌6個(gè)月以上，達(dá)到分階段充分試驗(yàn)的目的。

任務(wù)末期脫離空間站后，天舟可以根據(jù)試驗(yàn)需要與空間站編隊(duì)飛行，相互配合；也可以撤至不同軌道高度，拉大相位差，避免試驗(yàn)對空間站運(yùn)行產(chǎn)生影響；還能釋放微納衛(wèi)星、機(jī)動(dòng)飛行器，任務(wù)適應(yīng)好。一次任務(wù)中，微納衛(wèi)星釋放數(shù)量可達(dá)數(shù)十顆，能夠?qū)π⌒l(wèi)星創(chuàng)新設(shè)計(jì)和立方星大賽等活動(dòng)提供支撐。

來源：中國科普網(wǎng)