天舟四號貨運飛船成功對接太空站

天舟四號貨運飛船成功對接太空站，5月10日，天舟四號貨運飛船在文昌航天發射場成功發射。天舟四號的成功發射，離不開各分系統的協同合作。天舟四號貨運飛船成功對接太空站。

天舟四號貨運飛船成功對接太空站1

據中國載人航天工程辦公室訊息，天舟四號貨運飛船入軌後順利完成狀態設定，於北京時間2022年5月10日8時54分，採用自主快速交會對接模式，成功對接太空站天和核心艙後向埠。

據介紹，天舟四號貨運飛船裝載了神舟十四號3名航天員6個月在軌駐留消耗品、推進劑、應用實（試）驗裝置和樣品材料、備品備件及部分載荷等物資，交會對接完成後，將轉入組合體飛行段。

天舟四號貨運飛船發射成功 中國太空站全面建造大幕正式開啟

5月10日01時56分，由航天科技集團五院抓總研製的天舟四號貨運飛船，在海南文昌發射場由長征七號遙五運載火箭成功發射。

△發射現場（都鑫鑫拍攝）

歷經約6.5小時後，天舟四號順利完成與太空站核心艙後向對接。這是2022年太空站建造任務的首次發射，正式開啟了中國太空站全面建造的大幕。

作為太空站的地面後勤補給航天器，天舟貨運飛船採用型譜化方案，設計了滿足不同貨物運輸需求的全密封、半密封半開放、全開放3個的貨物艙模組，與通用推進艙模組組合形成全密封貨運飛船、半密封半開放貨運飛船和全開放貨運飛船3種型譜。

其中，天舟四號貨運飛船為全密封貨運飛船，是世界現役貨物運輸能力最大、在軌支援能力最全面的貨運飛船，承擔著為神舟十四號乘組提供物資保障、太空站在軌運營支援和空間科學實驗的任務，停靠太空站期間將實施貨物補給、推進劑補加，開展空間科學實驗。

此次任務中，天舟四號裝載了航天員系統、太空站系統、空間應用領域、貨運飛船系統共計200餘件（套）貨物，其中包括貨包貨物和直接安裝貨物，攜帶補加推進劑約750kg，上行物資總重約6000kg，將為神舟十四號乘組3人6個月在軌駐留、太空站組裝建造、開展材料科學、微重力、航天醫學試驗等空間應用領域提供物資保障。

為保證貨物安全快遞到“太空之家”，天舟四號採用貨包、支架、貯箱等多種貨物裝載方式，貨物種類、數量可根據太空站需求動態配置；同時，還具備承擔太空站姿態軌道控制、併網供電以及太空站遙測、資料傳輸支援等太空站運營支援任務的能力以及空間科學實驗支援能力。

根據航天員乘組的在軌使用意見，為了查詢貨物更加方便和直觀，天舟四號通過標籤和提手的色彩設計，增加了貨包色彩標識；為方便航天員在軌操作裝貨適配板，避免每次準確對位螺釘，天舟四號開始為適配板和對應貨架增設搭扣帶，實現在軌期間便捷防漂；

為減小緩衝包裝材料的在軌空間佔用，便於收納儲存，對貨包內的緩衝泡沫進行分塊小型化優化設計，並增氣柱緩衝方案以減重。這些巧妙的設計極大助推了天舟四號叩問“天宮”。

天舟四號貨運飛船成功對接太空站2

5月10日，天舟四號貨運飛船在文昌航天發射場成功發射。在此次飛行任務中，中國航天科技集團八院的技術人員為天舟四號提供了通訊、影象、供電等多方面的“航天技術”保障。

“通訊神器”拉進天地間距離

乙太網通訊已經成為當前太空站天地通訊、器間通訊的主流通訊方式，極大便利了航天員在軌工作環境。中國航天科技集團八院電子所負責研製的高速通訊處理器是貨運飛船乙太網通訊的重要組成部分，被大家戲稱為“通訊神器”，集千兆網路、光纖通訊、高清影象及話音等多項新技術於一身，是天地組網的中心樞紐。

天舟四號高速通訊處理系統採用分散式網路交換架構，將音視訊、資料處理綜合業務集成於一平臺，提高產品整合度同時大大降低研製成本。

在網路協議層面，實現了介面標準化以及協議通用化的組網需求，具備對太空站天地網際網路資料代傳功能，為太空站對地網際網路通訊提供了另一條資料通道，為太空站天地網路通訊提供了又一份安全通訊保障；具備天地網際網路組播分發功能，在不增加通道頻寬的情況下，使地面、太空站能同時收發視訊、音訊資料。

此外，在天地上下行網路通訊容量方面，高速通訊處理器具備靈活的適應能力，既保證了通道頻寬的高效利用，又確保了在擁塞情況下資料的可靠傳輸。好比城市快速高架路的上匝道，多條馬路的汽車匯聚到一條高架上，又有序分流到不同的車道，既不會道路癱瘓、大堵車，也不會找錯路口、開錯方向。

同時，資料傳輸的安全性關乎飛船任務成敗，高速通訊處理器在網路安全策略上有效解決了組網過程中非法使用者接入等相關問題，相比地面網路通訊更加可靠和安全。

高清攝像拍出唯美太空“大片”

太空“大片”的唯美、天宮課堂的直播、航天員出艙等場景的呈現，離不開電子所艙內外高清攝像機的實時監控。

太空中的產品從來都不是簡單的拿來主義，由於空間環境的特殊性，力學振動和衝擊導致結構散架、鏡頭離焦，以及空間輻射導致電子韌體失效等問題，是商用攝像機上天必須要解決的難題。從圖紙設計到工藝實現再到車間生產，從內部電路板到外部鏡頭等光學元件，每個薄弱點都需要反覆模擬論證和試驗驗證。

貨運飛船首次使用了兩臺艙外高清攝像機：太陽翼攝像機和交會對接攝像機。這兩臺高清攝像機採用全數字化、一體化設計，集影象採集、預處理、編碼、網路傳輸功能於一體,具備高清、標清、照片三種編碼模式，可滿足不同的通道條件及使用者需求。

太陽翼攝像機主要用於觀察太陽翼帆板的展開和在軌執行情況，交會對接攝像機則安裝在貨運飛船交會對接面，可實時監測飛船和太空站交會對接過程。

而艙外高清攝像機所處的真空環境、空間輻照、極端的高低溫和太陽光照亮暗變換，都需要設計團隊考慮元器件、原材料選取、曝光演算法構想和曝光引數除錯、結構和軟體的抗輻加固設計及驗證等等諸多方面。艙外高清攝像機的負責人沈劍鋒帶領團隊充分驗證攝像機的艙外可靠應用，設計和開發了各種光學相機的裝配、試驗專用工裝和裝置，逐項攻克和驗證每一個性能指標。

關鍵時刻能為核心艙供電近千瓦

八院811所研製的天舟四號電源分系統，不僅能為飛船提供充足的能量，其在整個太空站系統的執行過程中也發揮著重要作用。

電源分系統既可以實現與太空站核心艙的雙向併網供電，關鍵時刻為核心艙提供近千瓦的電力，也可通過太空站核心艙為神舟飛船供電，確保整個太空站的正常執行。儘管在這期間太陽帆板會受到不同程度的遮擋，導致其在光照區供電能力受到影響，但“大家好，才是真的好”，在太空站組合體變軌、推進補加、併網供電等大負載飛行事件發生時，貨運飛船電源分系統從未缺席。

“天舟二號和天舟三號在軌執行期間，成功進行了貨運飛船與太空站核心艙組合體下的雙向併網供電試驗。組合體執行期間，貨運飛船多次通過太空站核心艙向神舟飛船提供了一千瓦左右的電力，確保貨運飛船正常執行的同時，解決了神舟飛船太陽帆板在大面積遮擋情況下供電能力受到影響的問題，充分驗證了太空站的智慧用電模式。”八院811所電源分系統副主任設計師黃崢說道。

天舟四號成功入軌後，將繼續傳承這一使命。

八院811所電源分系統副主任設計師朱超介紹，一個月前，為了迎接天舟四號的到訪，天舟三號完成了從太空站天和核心艙後向埠向前向埠的繞飛動作。在這四個小時的繞飛過程中，貨運飛船電源分系統的'太陽帆板一直處於垂直歸零狀態，光照條件較為惡劣，鋰離子蓄電池便勇於擔起了為飛船供電的責任。

對於鋰離子蓄電池來說，工作時間從正常在軌的連續幾十分鐘加長到連續四個小時，且負載額定功率也大大增加，是一次“高要求”的挑戰。但研製人員對此胸有成竹，有前期開展的包括深度放電在內的各種試驗做基礎，鋰離子蓄電池在天舟三號的繞飛過程中表現優異。

天舟四號貨運飛船成功對接太空站3

5月10日凌晨，天舟四號貨運飛船成功發射，中國太空站建造階段大幕開啟。

天舟四號的成功發射，離不開各分系統的協同合作。其中貨運保障分系統就是載人航天工程任務中的一個重要分系統。這個被稱為“物資大管家”的系統，由位於成都的中國航天科技集團有限公司第七研究院第七設計部（簡稱七院七部）抓總研製。

繼天舟一號至天舟三號貨運飛船產品圓滿完成“送貨”任務後，這是“物資大管家”承接的“第四單”。來自四川的“物資大管家”發揮了什麼作用？記者第一時間採訪了七部宇航分系統副主任設計師李鵬和七部宇航分系統副主管設計師李皓偉。

天舟四號裝載了航天員系統、太空站系統、空間應用領域、貨運飛船系統共計200多件（套）貨物，這些物資種類繁多，大小不一，研製進度有快有慢，怎麼裝？用什麼裝？找好合適的包裝是關鍵。

發射在即，中國航天科技集團有限公司第七研究院第七設計部科研人員在發射場測控大廳持續監控產品工作狀態。

李鵬介紹，“物資大管家”的主營業務之一就是設計和製作標準化、系列化的貨包產品，為品種豐富、形狀各異的物資產品提供防護包裝。通過與貨運飛船艙內結構的適配性貨包裝載設計，將貨運飛船幾十立方米裝載空間利用得淋漓盡致。

經過多達百餘次的除錯、小試、中試，團隊成功研發出貨包外部包裝所需的和內部賦型所需的特種聚氨酯泡沫材料。這種材料滿足了長期載人密閉環境下材料的選用要求，具備超低有害氣體逸出、高效抗菌防黴、高阻燃、燃燒物低毒及優良的力學效能，同時具備高效的緩衝減震功能。

自天和核心艙發射成功到現在，已經有天舟二號、天舟三號和天舟四號三艘貨運飛船陸續造訪了中國太空站，每艘船運送逾200個貨包，包內的物資兩萬餘件。面對這麼龐大的物資量，航天員在太空站內如何快速、準確地查詢到所需要的物資呢？

李皓偉透露，針對如何管貨的問題，七部建立了完善的物資資訊管理體系。

中國航天科技集團有限公司第七研究院第七設計部科研人員在發射場開展上行貨物驗收工作。

針對每件物資，有專屬身份登記。每件物資發射上天之前，都會在物資資訊管理系統裡進行身份登記，包括物資的名稱、保質期、使用方法和圖片等資訊。系統會為其生成專屬二維碼標籤，出發前貼在物資表面。

針對貨包，系統會生成卡式標籤，插在貨包表面的標籤袋內，卡片上包含了RFID晶片以及二維碼資訊。

在太空站內，物資資訊管理系統會實時記錄各物資的消耗情況以及位置變化情況。航天員就像在超市內取貨一樣對物資進行掃碼，便可查詢物資的當前位置，物資的各項資訊也會全部顯示出來，指導航天員取用。

另外，航天員在軌期間，七部的設計師會在地面持續開展飛控支援，航天員有任何疑問都能第一時間答疑解惑。