央视网消息(焦点访谈):1月19日,天舟六号货运飞船和中国空间站正式告别,结束了8个多月的陪伴,受控再入大气层。1月18日,天舟七号货运飞船成功与中国空间站对接,为正在太空出差的神舟十七号航天员送去新的补给。从去年开始,中国空间站已经进入了应用与发展阶段,向太空送货有了哪些新的变化?这些变化背后,又能反映中国空间站常态化运营的哪些新特点呢?

1月19日上午,神舟十七号航天员在地面的支持配合下,打开天舟七号货运飞船的舱门,接收为他们送来的最新货物。

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昨夜寒蛩不住

就在同一天,已经陪伴中国空间站8个多月的天舟六号货运飞船受控再入大气层,正式结束它的太空之旅。从2023年5月10日发射天舟六号飞船到2024年1月17日发射天舟七号飞船,两艘货运飞船相隔8个月发射,将成为中国空间站进入应用与发展阶段后的常态化操作。

从半年送一次货延长到8至9个月一次,天舟飞船送货频次降低了,这样的改变可不是随意作出的。在中国空间站里,有一个专门的物资管理系统,准确记录货物的储存量和消耗量,还兼具各类备用品寿命管理等功能,空间站开建后近3年时间,积累了大量数据,可以对后续需求进行精准预估,做到缺什么补什么,不少送也不多送。

航天科技集团五院研制人员王冉:“我们有一套在轨的物资管理系统,航天员究竟消耗了多少物资,通过货运飞船上行的物资,哪些是已经使用了,哪些已经废弃了,我们都有一本账,这本账记得很清楚,可以辅助后续的任务规划,该如何上行某些物资。”

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另一方面,天舟飞船强大的货运能力,也是中国空间站货物补给频次降低的关键因素。这次承担送货任务的天舟七号是一艘改进型全密封货运飞船,是世界现役货物运输能力最大、货运效率最高、在轨支持能力最全的货运飞船。这一次,它为中国空间站送去了260余件货物,总重大约5.6吨,不仅要满足神舟十七号乘组在轨驻留的需求,也要留出一部分给之后的神舟十八号乘组使用。

之前,在中国空间站建造阶段,工程建设任务优先,每次天舟送货,首先考虑的是货物如何保证空间站的正常飞行、空间站里工作正常开展,所以货包里大多是标准件。但是随着空间站进入常态化运营,货包里的货物,定制化需求逐渐增加。

每次向空间站送货,让航天员最期盼,也是地面上的我们最牵挂的,应该就是各类新鲜果蔬了。毕竟,能在太空吃上一口嘎嘣脆的苹果,或是一颗糖分达标的葡萄,是航天员紧张工作之余最好的抚慰之一。这一次,天舟七号为空间站送去了90公斤左右的新鲜果蔬,比上一次多了30公斤,不仅数量增加了,包装和存放方式也有所更新。

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更多定制化包裹服务是这次天舟七号飞船的另一大特点。除了航天员的生活物资外,在天舟七号的货物单里还有一些超规货物,需要特殊关照。

王冉:“天舟七号这一次上行了大量超大、超重货物,为此也进行了专门的设计,上行了多件超过100公斤的货物。主要是空间科学技术实验的项目和载荷,科学类的物资,这次从重量上占比达到30%。”

中国空间站里,各类空间科学实验和试验已经全面展开,不同的科学设备为了达到科学目的,大小、形状可能各异。超规货物,包括大型货物的增加,是今天中国空间站常态化运营后,货运任务面临的新挑战,怎么把这些货物顺利地装到货运飞船,保证它们后续旅程的安全完整呢?

航天科技集团五院研制人员杜瑞兆:“货运飞船在地面总装阶段提供了两种进舱通道,对于小型货物,主要通过前舱门进舱;对于大型货物,主要通过舱壁上的侧操作口吊装进舱。在进舱的过程中我们给它做了一个进舱保护工装,避免设备与舱体之间可能产生的磕碰。设备在舱内安装到位之后,要专门重新再做一个舱内的保护工装imToken下载,来确保到发射场封舱的产品安全。通过一些透明材料进行外观观察,便于直接观察内部产品状态。”

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科学应用需求的增加,除了提升对地面定制化的需求,也带来了此次天舟飞船发射后飞行状态的一个重要变化,从发射到交会对接,第一次采用3小时快速交会对接模式,比常规的6.5小时节约了一半的时间,别看省下来的只有3个多小时,实验包里有一些生物类实验样品对送货时间要求很高,短短几个小时,可能就会决定一项科学实验能否正常开展。这些看起来超规的送货需求,将会是今后中国空间站运行的常规要求。

进入常态化运营后,空间科学实验在航天员工作中的比重越来越大。

现在,中国空间站里有25个实验和试验机柜,随着空间科学实验试验的不断开展,新的实验模块、设备等也在不断轮换。

在这次天舟七号运送的货物里,就有一个由清华大学、中国科学院微生物研究所、中国科学院上海技术物理研究所和大连海事大学的科研人员共同设计的科学实验,将一种叫做产甲烷菌的厌氧古菌送入中国空间站。

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产甲烷菌是现存最原始形态的生命之一,在地球大气形成过程中是甲烷气体的主要贡献者。

之前,人类火星车曾在火星上多次探测到不明来源的甲烷信号,是否可能有类似的生命在火星存在?清华大学刘竹教授团队希望反向验证类似地球早期生命在地外环境生存的可能。

清华大学地球系统科学系教授刘竹:“不上天就没有办法真正获得非地球外环境,就是要测试一下极端环境、宇宙辐射暴露、微重力环境,如果能在这个环境下存活,并且能够产生甲烷,很好地生长,那么就能论证地球上的原始的生命是可以在地外环境里面生存的。”

除了关心远在火星可能存在外星生命,这个研究也同样关注地球,对类似地球早期生命的研究,对今天地球的气候变化、环境改变也同样有意义。

刘竹:“像甲烷的代谢、碳的代谢、生态系统的微生物系统反应,现在我们遇到的问题,能源问题、粮食问题,本质上都跟这个有关系。就是碳的代谢速率失去了生态系统对它的调节,所以它怎么在这种环境中演化,对我们现在是有启示意义的。”

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这些古菌在空间站里,会被放在舱内和舱外,产甲烷菌是厌氧细菌,不能接触空气是最基本的要求,在空间站实验机柜提供的标准载荷里,怎么尽可能实现密封,让实验设计者花了不少心思。

刘竹:“我们看文献上,欧洲、美国宇航局的计划,都是十年、二十年以上的,我们刚好赶上了这个时候,利用中国空间站的机会开展了这样的工作,我是非常激动的。很短的时间,效率非常高。”

中国空间站建成后,已经多次面向全社会公开征集空间科学与应用项目,其中两次通过中国载人航天工程官网和公众号,公开征集通过天舟系列货运飞船搭载科学技术试(实)验和应用项目。哪怕没有设计太空实验的经历,只要研究面向科学和技术前沿、国家发展战略需求和科学技术发展趋势,或是具有前瞻性和创新性,具有产业发展应用价值或科普教育意义,都有可能入选。

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中国载人航天工程办公室工作人员任海根:“我们收集大家的需求,经过专家遴选评审,把符合基本原则的一些项目放入到搭载库里面。目前进入搭载库里面的大概有50多项,在这个基础上,再组织进入搭载库的单位进行进一步研究,然后做出适合空间站货运飞船需求的项目。其中像澳门科技大学的学生科普卫星,大连理工大学的连理卫星,以及北京大学的双光子显微镜,这些项目都取得了一些预期的成效。”

这些搭载项目中,有一些通过天舟飞船运送到中国空间站,在舱内进行实验和试验,另外一些则利用天舟飞船本身舱外预留的供配电、遥测遥控以及通信接口进行搭载,开展相关研究。今后,通过天舟飞船搭载科学技术实验项目的征集也依然会继续。

任海根:“非常欢迎有需求的各行各业,包括企业、科研院所、国际机构、教育机构提出需求。我们对进入搭载库这些项目,会组织一些系统内的专家进行定向指导,确保能够符合航天产品的规范要求。核心的目的还是怎么把中国空间站给用好,持续扩大整个载人航天工程的综合效益。”

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天舟送货成功,中国空间站2024年第一个任务取得开门红。接下来,今年还将有神舟十八号、神舟十九号的发射和神舟十七号、神舟十八号的返回,同时另一艘天舟货运飞船也将在下半年继续升空。我们期待他们在探索太空的道路上带来更多的收获。

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