1、探访“天舟一号”货运飞船：身强力壮功能多是怎么回事？
最近央视记者探访了即将发射的“天舟一号”货运飞船，这艘飞船主要承担货物运输和推进剂太空在轨补加的工作，作为一艘货运飞船，一次能运多少货物，便是衡量它能力高低的关键指标了。这是我国的第一艘货运飞船，天舟一号。
“天舟一号”全长10.6米，最大直径3.35米，重13吨，它的个头比天宫二号和神舟飞船都要大，是目前我国体积最大、重量最重的航天器。
天舟一号货运飞船的高度接近11米，是一个两舱式的结构，下面一段直径较细的是推进舱，为飞船在空间运行提供动力，上面一段直径较粗的就是货物舱了，运往天宫二号空间实验室的物资就是放在这个舱段内，天舟一号的运载能力也十分出色，它一次可以将6.5吨重的货物运上太空。
航天科技集团五院天舟一号货运飞船总设计师 白明生：推进剂补加任务，是跟神舟飞船一个重大的区别，左边两个是氧化剂的，右边两个是燃烧剂的。正常使用一个就够了，另外一个是备份，假如一个出故障了，再用另外一个。除了燃料补加任务，天舟一号要与天宫二号空间实验室总共进行三次交会对接，其中自主快速交会对接是一项全新的实验，要求两个航天器在6个小时左右实现对接。
白明生：咱们“天舟一号”的装货能力有一个指标，叫载货比，咱们将来可以达到0.48，这个指标目前国际上是比较领先的一个指标。
载货比达0.48跻身世界前列
载货比是指货物重量占整个飞船的总重量的比例，是考核货运飞船的一个主要指标，载货比数值越高，说明飞船运载货物的效率越高，0.48这个数值也超越了欧洲、日本等国家的现役货运飞船，使“天舟一号”的运载能力跻身世界前列。
2、世界货运飞船大盘点 大力还要看天舟
飞出地球、走向太空是长久以来人类共同的梦想，而空间站的出现让航天员在太空中有了一个可以长期停留的家。
但是，空间站这个“太空大房子”的正常运转，需要方方面面的补给，比如：宇航员要想在其中长期生活和工作，需要水、食品、氧气等生活必需品的不断供给，需要用到各种实验设备；空间站本身的正常工作，需要定期获得各类设备备件，补充燃料和气体；空间站中产生的各类废物，不能直接抛弃在太空中，需要运出空间站销毁……
而为太空大房子吐故纳新的，就是我们今天要讲的主角——货运飞船。
那么，人类历史上，已经发射或即将发射哪些货运飞船，去往太空“送快递”呢？
“快递小哥”一：“进步”号
人类空间站技术的先驱是苏联的“礼炮”（Salyut）系列空间站。
在礼炮空间站设计初期，苏联设计师们就意识到了为太空中长期执行任务的宇航员提供补给的重要性。
上世界70年代中期研制礼炮-6号空间站时，补给问题愈发显现，设计师们决定以载人的联盟飞船为基础，设计出一种只运载货物、不搭载宇航员的货运飞船，并将其命名为“进步”号。
进步号飞船
进步号采用了与联盟号相同的三舱式结构，而不同的是，联盟号中供宇航员使用的轨道舱和返回舱被改为存储不同货物的舱段。
最前部的、处在联盟号飞船轨道舱位置的货物舱，用来存储各类货物。当进步号与空间站对接后，空间站的宇航员会穿过对接舱口进入货物舱，将送来的“快递包裹”们搬出。之后，再将空间站需要抛弃的废物转移到货物舱中。在飞船返回大气层的过程中，这些废物将随飞船一同烧毁。
位于飞船中部、联盟号返回舱位置的，是进步号的补加舱，这里贮存着给空间站补充的燃料、氧化剂和水，而进步号的货物舱和补加舱一次总共可以运输约2.3~2.5吨货物。当进步号与空间站对接后，以补加舱里存贮的液体通过对接环上的液体连接器转移到空间站自身的推进系统中。
与国际空间站对接的进步号飞船
1978年1月20日，第一艘进步号飞船发射升空，与礼炮-6号空间站成功对接，此后至今的近40年间，进步号经过了多次改进，产生了进步M、进步M1、进步M2等改进型号。
目前，进步号飞船是国际空间站补给工作的主力军。
值得一提的是，由于空间站工作的轨道上仍然有稀薄的大气，空间站会在大气阻力的作用下逐渐降低轨道高度。如果放任这个过程继续，空间站就会坠落到地面上（这种悲剧在历史上真的发生过，参见《美国天空实验室坠落内幕》） 。
进步号的推进舱除了给飞船自身的飞行提供动力外，还可以在对接后利用自身推力提高空间站的轨道高度，补偿因为大气阻力而造成的轨道下降。
进步号由“卖家”俄罗斯航天局从哈萨克斯坦拜科努尔航天基地“发货”后，乘坐联盟火箭来到太空之中，一般在两天左右的时间之后才能到达“买家”国际空间站手中。
2012年8月，在卖家优化了物流服务、采用了新的交会对接方案后，买家只需6个小时就可以收货了。
不过，地面上阴晴雨雪等不便送货的天气会使快递包裹的配送延误，如果空间站碰到需要躲避太空垃圾的情况，或者进步飞船本身出现问题，太空物流的时效也会受到影响，这时候，进步号就仍会退回到两天的时效水平。
发射进步-M飞船的联盟-U火箭正在起竖
“快递小哥”二：龙飞船
受益于航天飞机强大的运载能力，美国在国际空间站运行初期并没有开发专用的货运飞船。
在航天飞机退役后，美国的宇航员不得不购买俄罗斯联盟号飞船八千万美元一张的船票去往空间站，而货物运输的任务，则由商业轨道运输项目支持下开发出的两种货运飞船来执行。
龙飞船
龙（Dragon）飞船来自于埃隆·马斯克领导的Space X公司，它既能无人飞行搭载货物，又可以在未来增加载人飞行的功能。
龙飞船由两个舱段组成，位于飞船前方的锥形加压舱用来运输一般的补给品。
位于飞船尾部的非加压舱，用来运输安装在空间站外部、不需要运进空间站加压环境内的货物。
例如，在龙飞船第二次前往国际空间站执行任务时，为国际空间站的辐射散热系统送去了一些新备件，这些备件由宇航员在太空行走时直接安装在空间站的相关部分上。
被国际空间站机械臂捕获的龙飞船
和进步号相比，龙飞船有一项独门绝技，就是能通过加压舱运载比较多的货物返回地球。
长期进行各类空间科学实验是空间站的重要功能，实验中获得的样品一般要运回地面的实验室中进行分析。
而前面提到的进步号飞船，其早期型号只能将空间站的垃圾在大气层中销毁，不能让有用的货物回到地面。
后期型号虽然通过附加“彩虹号”返回舱获得了150kg的下行运载能力，但相比空间站的需求来说仍然非常不足。这时候，龙飞船的可贵之处就充分体现出来了。
返回地面后被回收的龙飞船加压舱
龙飞船的加压舱，可以一次携带3吨左右的货物返回地面，是目前货运飞船中下行运载能力最强的。
秉承Space X一贯的可重用设计理念，返回地球的加压舱也能够被多次重复利用。
未来，龙飞船的载人型号出现后，宇航员们生活的舱段将由加压舱改造而成，一次飞行可以搭载7名宇航员，而从空间站搬走垃圾销毁的任务，则由非加压舱来完成。
国际空间站其他送货的“快递小哥”
除了这两种飞船之外，参与国际空间站计划的国家还设计了其他几种货运飞船。
它们之中，有美国的“天鹅座”飞船、欧空局的ATV飞船和日本的HTV飞船，日本还计划以HTV飞船为基础发展本国的载人航天计划。
天鹅座飞船
ATV飞船
HTV飞船
来自中国的“快递小哥”：天舟一号
随着天宫二号空间实验室的成功入轨，被国际空间站计划拒之门外的中国将在2020年开始独立建设自己的空间站。
作为空间站运行的必要助手，我国的第一艘货运飞船——天舟一号，计划于近日发射。
它是一艘全密封的货运飞船，由货物舱和推进舱两个舱段组成，拥有与天宫二号空间实验室交会对接、推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。
根据报道，它的上行货物运载能力有6.5吨，还能为空间站补加2吨燃料，运输能力居于国际前列。
去年下半年，天宫二号的发射成功以及所搭载的一系列科学实（试）验的有序开展、与神舟十一号的顺利交会对接，标志着我国全面进入空间实验室和空间站任务实施阶段。
而为了未来实现宇航员在空间实验室的长期驻留和各项空间科学实（试）验的实施，货物补给就显得尤为重要。
本次天舟一号上天的重要任务，就是与天宫二号进行三次交会对接，并在期间完成推进剂的在轨补加。
首先，在天舟一号发射进入轨道之后，它将与天宫二号进行首次对接，对接之后，天舟一号和天宫二号的组合体将进行两个月的在轨飞行。
这两个月期间，在完成状态检查后，天舟一号就会进行推进剂的补加试验，与此同时，还会测试货运飞船对组合体的控制能力。
紧接着，在这一阶段任务完成之后，天舟一号会撤离天宫二号，绕飞到另一侧与天宫二号进行第二次对接，然后二次分离，两个飞行器独立飞行三个月。
这三个月里，天舟一号主要完成搭载的空间科学实（试）验，本次天舟一号共搭载了包括非牛顿引力实验验证、主动隔振关键技术验证、两相系统实验平台关键技术验证以及多项微重力对细胞增殖和分化影响等十余项科学实（试）验。
最后，在这三个月的末期，天舟一号还要与天宫二号进行第三次也是本次天舟任务的最后一次的对接，验证自主快速交会对接技术，这个要求两个航天器在6个小时左右完成对接。
这是一个比较新的试验项目，突破以后，包括载人飞船和货运飞船都可以使用这个技术进行快速对接。
厂房内的天舟一号
这一系列任务顺利完成后，我国的载人空间站计划就又大大向前迈进了一步，不知道将来空间站上的中国航天员收到天舟一号送来的太空快递时，是否会体验到咱们剁手党收快递时的愉快心情呢。
出品：科普中国
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3、中国首艘货运飞船“天舟一号”成功发射 对中国来说有何重要意义？
天舟一号飞行任务，是载人航天工程空间实验室飞行任务的收官之战，对于空间站工程后续任务顺利实施具有极为重要的意义。天舟一号任务的圆满成功，突破和检验了空间站货物运输、推进剂在轨补加等关键技术。标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。
天舟一号填补了我国空间货物运输系统空白。我国载人航天工程实施25年来，先后建立了载人天地往返、交会对接、空间实验室等核心系统。天舟一号任务的完成将使中国具备向在轨运行航天器补给物资、补加推进剂的能力。这一能力，是确保未来中国空间站在轨长期载人飞行的基本前提。空间货物运输系统，是空间站建造的关键要素和重要基础之一。
天舟一号开创了载人航天任务天基测控体制为主的飞行控制先河。在过往的载人航天任务中，对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置，主要依赖陆基测控站和海基测量船。
4、天舟一号是什么
天舟一号货运飞船是由中国空间技术研究院（中国航天科技集团五院）研制的一款货运飞船，也是中国首个货运飞船。天舟一号具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。
天舟一号任务则作为我国空间实验室任务的收官之战。天舟一号为全密封货运飞船，采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成。
天舟一号货运飞船于2017年4月20日19时41分35秒在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空，并于4月27日成功完成与天宫二号的首次推进剂在轨补加试验，这标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。
任务
天宫二号空间实验室于2016年9月15日由长征二号F改进型运载火箭（天二）从酒泉卫星发射中心发射升空。
2017年4月20日19:41从文昌航天发射场使用新一代的长征七号运载火箭成功发射中国新研制的首艘货运飞船天舟一号。货运飞船的低地轨道运载能力约为6.5吨左右。于4月22日中午12时16分与天宫二号空间实验室进行首次无人交会对接。
与天宫二号自动交会对接成功后，为空间实验室补加推进剂。2017年4月23日早上7时许，开始进行补加试验，将持续五天。
4月27日19时07分，成功完成首次推进剂在轨补加试验，是载人航天工程空间实验室飞行任务的收官之战，对于空间站工程后续任务顺利实施具有极为重要的意义，取得圆满成功标志着中国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“天宫空间站时代”。
(4)天舟一号货运模型扩展资料：
一、构造
天舟一号货运飞船的构造基于天宫一号目标飞行器，天舟一号货运飞船由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成。货物舱用于装载货物，而推进舱为整个飞船提供动力与电力。推进舱两侧各有一翼太阳能帆板三板。
天舟一号旨在补给天宫二号空间实验室的推进剂、空气、航天员的饮料、食物以及用于维修空间站的更换设备，以延长空间实验室和空间站的运行寿命。
天舟一号总长10.6米，舱体最大直径3.35米，太阳帆板展开后最大宽度14.9米，起飞重量约13吨，物资上行能力约6吨，推进剂补加能力约为2吨。货运飞船发射后会与空间实验室或空间站进行自动交会对接。为空间实验室或空间站自动补加推进剂以及空气。
二、研制背景
神舟十号任务完成后，中国载人航天工程全面进入空间实验室研制阶段。而在空间实验室阶段，将突破并验证推进剂补加技术、再生式环控生保技术等关键技术，为空间站建造奠定基础。
2016年9月15日，天宫二号空间实验室发射成功 ，将用于进一步验证空间交会对接技术及一系列空间试验，这标志着我国全面进入空间实验室任务实施阶段。为了对未来空间站中航天员长期驻留和空间科学实验进行支持， 需要通过货运飞船进行货物补给。
如果说载人飞船是天地往返的载人工具，那么货运飞船就是天地间运货的工具。中国的天舟一号货运飞船基于神舟号飞船和天宫一号的技术研发，只运货不运人，货物运载量将是俄罗斯进步号M型无人货运飞船的2.6倍，在功能、性能上都处于国际先进水平。
三、运载能力
1、运力指标对比
天舟一号货运飞船的近地轨道上行运载能力约为6.5吨左右，其中推进剂补加能力约为2吨。天舟一号运载能力高于俄罗斯联邦航天局研制的进步号M型(2.5吨)以及日本宇宙航空研究开发机构的H-II运载飞船(6.0吨)，低于欧洲空间局的自动运载飞船(7.6吨)。
下行运载能力约为6.0吨左右。载荷比即运载货物的质量与货运飞船船体本身的质量之比，天舟一号货运飞船的载荷比高达48%，高于日欧的货运飞船。
2、实际搭载货物
天舟一号携带6吨左右的货物和推进剂，大大小小有100多个货包。运送的货物既包括航天员在轨生活所需的食品、饮水、空气、航天服结构件、服装、医疗用品等消耗类物资，又包括各类纷繁复杂的科研设施设备、空间站维修备品备份等等。
参考资料：网络-天舟一号货运飞船
5、天舟一号是一艘什么样的飞船？
天舟1号货运飞船，由中国空间技术研究院（中国航天科技集团五院）研制的天舟号货运飞船的第1艘，也是中国首艘货运飞船。
天舟1号具有与天宫2号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能 。天舟1号任务则作为我国空间实验室任务的收官之战。
天舟1号为全密封货运飞船，采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成。全长10.6米，最大直径3.35米，起飞质量约13吨，太阳电池翼展开后最大宽度14.9米，物资运输能力约6.5吨，推进剂补加能力约为2吨，具备独立飞行3个月的能力。
天舟1号货运飞船于2017年4月20日19时41分在文昌航天发射中心由长征7号遥2运载火箭发射。
6、2016年发射的“天宫二号”有哪些亮点？
作为中国第一个空间实验室，天宫一号目标飞行器已经于2011年在酒泉卫星发射中心发射升空。天宫一号任务的成功意味着我国载人航天战略进入了新的阶段。随着神舟八号和九号陆续对接成功，我国已经掌握了“空间自动交会对接银衫”技术，这是建造更多规模空间站的基础。
2014年9月，与北京举行的第27届太空探索者协会年会上，杨利伟透露，天宫二号预计在2016年升空。天宫二号与2011年发射的天宫一号在外观上基本相同，大小也一致——天宫一号长度10.4米，最大直径为3.35米，质量为8.5吨。
天宫二号的发射也会使用长二F型运载火箭。根据中国航天科技集团的消息，长二F型运载火箭已经开始总装，之后进入火箭测试阶段，最终将于明年择机发射天宫二号目标飞行器。
天宫二号的几大亮点
天宫二号任务虽然是天宫一号的延续，但仍然有许多亮点。
首先天宫二号继承了一号目标飞行器的基本框架，说明我国已经掌握了长期在轨自动运行、短期有人照料的空间飞行器.
其次，天宫二号任务中将对接神舟11号和“天舟一号”货运飞船，这是二号目标飞行器的最大亮点。因为“天舟一号”是我国自主研发的第一种货运飞船，是我国第一次实现货运飞船与目标飞行器的对接。
第三，为了满足任务要求，天宫二号在一号的基础上进行了改装。比如我国将在二号目标飞行器上展开再生生命保障技术实验，对航天员长期在轨停留的一些基本问题进行验证，为后续实现航天员长期居住空间站打下缺搏首基础。
除了载人飞船和货运飞船分批对接外，天宫二号在轨停留期间还将开始一系列的科研活动，比如携带了高灵敏度伽玛射线探测器，这是国际伽玛暴偏振探测项目的一部分，旨在对宇宙中黑洞等天体进行研究。
对接我国第一款货运飞船
从我国载人航天战略规划上可以看出，天宫二号的任务仍然处于建造空间站的前期开创阶段。通过天宫一号任务，我国掌握了复杂的对接技术，分别进行了自动和手动对接，对接技术的成熟使得我国航天员可以通过载人飞船进入目标飞行器。
但是维持一座轨道空间站除了要有成熟的载人飞船与对接技术外，还要有货运飞船的协助。本次天宫二号的任务就是要把货运飞船纳入空间站运营体系中，通过自动系统对天宫二号进行推进剂补给。
俄罗斯除了联盟系列载人飞船外，在其基础上也开发了进步系列货运飞船，美国在航天飞机退役后也开发了龙式货运飞船和天鹅座飞船，为国际空间站提供货物补给。
在去年的珠海航展上“天舟一号”的缩比模型已经进行了亮相。从外型上看与天宫一号较为相象，但功能上却有很大不同。
“天舟一号”由货物舱和推进舱构成，这是其最主要的两大部分，发射质量为13吨左右，上行货物运输重量大于6.5吨，下行运力为6吨左右，届时将有CZ-7运载火箭执行发射任务。
之所以有下行货物的需求，是因为空间站长期运营过程中会产生垃圾，这些废弃物需要飞船携带返回，最终在大气层中销毁。
“天舟一号”在研制过程中也以俄罗斯的进步系列货运飞船和欧洲的自动货运飞船为目标，吸取了它们研制过程中的问题，为天舟一号的高标准打下基础。
为空间站建设打基础
有了载人飞船和货运飞船这两大天地往返工具后，空间站的建设就要进入快车道。
在我国载人航天工程空间站建设规划中，2020年将建成一座质量超过90吨的轨道建筑，最多可对接一艘货运飞船和两艘载人飞船，设计寿命达到10年以上。
到目前为止，只有俄罗斯和美伏数国在拥有轨道空间站，俄罗斯和平号已经2001年坠入大气层，是人类第一个长期居住的轨道建筑，属于第三代空间站。
如今在轨运营的只有国际空间站，由美、俄、欧洲、日本、加拿大以及巴西航天机构率先发起，目前已经有16个国家和地区加入了这个计划。
图5.航展上展出的我国空间站模型，采用类似和平号空间站的架构，与国际空间站的桁架结构由较大的区别
一旦我国的空间站顺利建成，将成为地球轨道上运营的第二座长期有人照料的空间站，可开展各种空间科研活动。
在天宫二号任务之后，我国预计在2018年前后发射试验核心舱，这是空间站建造中的关键结构，负责连接各个舱室，在这之后才能开始在轨道上组装空间站。
同时，我国目前正在研发用于发射空间站核心舱和实验舱的运载火箭，即CZ-5系列，近地轨道运载能力为20吨以上，起飞质量800多吨。该火箭将在未来空间站运营以及近地轨道任务中扮演重要作用。
同时，用于“天舟一号”货运飞船的CZ-7运载火箭也将于2016年实现首飞，未来将逐步取代现役的CZ-2、CZ-3和CZ-4运载火箭，成为我国主力运载火箭之一。
（出品：科普中国；制作：博览天下（北京）教育科技有限公司 谢顿 林文杰；监制：中国科学院计算机网络信息中心；“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。转载请注明“来源：科普中国”。）
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