作為我國(guó)第一艘貨運(yùn)飛船，天舟一號(hào)首次出征肩負(fù)的使命可不少。它要背著相當(dāng)于自己體重的貨物和推進(jìn)劑，與天宮二號(hào)對(duì)接并進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加，并開(kāi)展多項(xiàng)空間試驗(yàn)、驗(yàn)證許多新技術(shù)。

　　攬了一身瓷器活，沒(méi)有金剛鉆可不行。讓我們一起看看，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院為天舟一號(hào)賦予了哪些絕技，讓它能笑傲太空。

　　特制貨架裝得又多又好

　　從地面往太空運(yùn)一次貨不容易，“能裝”是貨運(yùn)飛船應(yīng)具備的首要特質(zhì)。

　　天舟一號(hào)很能裝。它的運(yùn)載能力達(dá)到6噸，相當(dāng)于自身重量。除了裝得多，還要裝得好。研制團(tuán)隊(duì)費(fèi)勁心思，為它設(shè)計(jì)了特別的貨架和貨包。

　　天舟一號(hào)的高效承載貨架，猛一看跟普通書架差不多，其實(shí)細(xì)節(jié)和構(gòu)型大不相同。該貨架采用基于蜂窩板、碳纖維立梁的梁板預(yù)埋結(jié)構(gòu)，形成了大量標(biāo)準(zhǔn)裝貨單元，結(jié)構(gòu)與貨物重量比達(dá)到8%，在業(yè)內(nèi)屬領(lǐng)先水平。蜂窩板有大量留空面積用于裝貨，碳纖維立梁材質(zhì)非常輕且抗變形能力強(qiáng)，二者的完美結(jié)合，使貨架既能適應(yīng)傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)安裝，又能適應(yīng)柔性束縛帶的連接承載。經(jīng)過(guò)測(cè)試，三個(gè)這種結(jié)構(gòu)就能承載一臺(tái)轎車。

　　大承載貨架結(jié)構(gòu)與密封艙主結(jié)構(gòu)的連接環(huán)節(jié)，采用了特殊的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于密封艙充電后會(huì)變形，連接環(huán)節(jié)采用碳纖維結(jié)合鋁合金材料，相當(dāng)于有一個(gè)橋梁釋放變形產(chǎn)生的力，避免貨架直接與密封殼體相連，以保障在軌環(huán)境下結(jié)構(gòu)不被破壞。

　　國(guó)內(nèi)最大組合體可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控姿

　　相比以往神舟飛船與天宮的組合，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)組合體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將增加近50%，是國(guó)內(nèi)在軌最大、最重的航天器組合。在軌進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加時(shí)，勢(shì)必對(duì)組合體的飛行姿態(tài)有較大干擾。這要求控制系統(tǒng)足夠健壯和聰明，能應(yīng)對(duì)該過(guò)程中各種可能出現(xiàn)的故障工況。

　　為保證組合體在太空的姿態(tài)穩(wěn)定，五院研制了200Nms（牛米每秒）控制力矩陀螺（CMG），構(gòu)建了具備完善自主故障診斷和重構(gòu)能力的CMG系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)對(duì)組合體穩(wěn)定控制的同時(shí)，可以保證如果某一陀螺出現(xiàn)異常，可以無(wú)縫切換并把對(duì)姿態(tài)的干擾降到最小。

　　組合體上各設(shè)備的運(yùn)行，都要依靠太陽(yáng)能。在繞地運(yùn)行過(guò)程中，為使太陽(yáng)能帆板盡量多接受陽(yáng)光照射，組合體需要持續(xù)調(diào)整姿態(tài)。研制團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了帆板實(shí)時(shí)調(diào)速控制算法，進(jìn)一步提高了帆板跟蹤精度。長(zhǎng)期在軌運(yùn)行中，組合體還可能面臨太陽(yáng)方位不好的情況，這時(shí)它將實(shí)施連續(xù)偏航機(jī)動(dòng)，確保太陽(yáng)帆板高效跟蹤太陽(yáng)，持續(xù)接收能量。

　　“載荷大管家”能控制多項(xiàng)試驗(yàn)開(kāi)展

　　空間試驗(yàn)是天舟一號(hào)此行的重要任務(wù)之一。被稱為“載荷大管家”的空間技術(shù)試驗(yàn)分系統(tǒng)管理著來(lái)自5個(gè)載荷方、13個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的40余臺(tái)載荷設(shè)備。

　　該系統(tǒng)分為載荷公用平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)刹糠帧Ｆ渲校�載荷公用平臺(tái)負(fù)責(zé)向?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目提供控制、供電、狀態(tài)采集、信息傳輸?shù)雀黝愲姎饨涌谫Y源，保障載荷試驗(yàn)在軌順利開(kāi)展；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由在軌試驗(yàn)所需的各類試驗(yàn)設(shè)備組成。

　　研制團(tuán)隊(duì)對(duì)試驗(yàn)載荷實(shí)施了有別于平臺(tái)產(chǎn)品的差異化管理，兼顧了試驗(yàn)載荷周期短、接口可靠和運(yùn)行安全需求，以保障各類空間技術(shù)試驗(yàn)順利進(jìn)行。

　　由于這些試驗(yàn)將在無(wú)人情況下進(jìn)行，研制團(tuán)隊(duì)通過(guò)載荷運(yùn)控方案設(shè)計(jì)，編制了相應(yīng)的飛行程序。在實(shí)際飛行任務(wù)中，載荷公用平臺(tái)將如同“大腦”，控制包括空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、特殊技術(shù)試驗(yàn)、航天技術(shù)試驗(yàn)等各類試驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展。