“太空快遞小哥”輕舟試驗飛船首批科學(xué)成果發(fā)布

突破多項關(guān)鍵技術(shù)、實踐低成本設(shè)計、拓展在軌任務(wù)……有著“中國太空快遞小哥”之稱的輕舟試驗飛船自3月30日發(fā)射之后，不僅成功主動爬升到600公里軌道，轉(zhuǎn)入長期運行，還有序開展了一系列技術(shù)驗證和任務(wù)測試。

4月15日，中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院發(fā)布首批科學(xué)與工程試驗成果，標(biāo)志著圍繞關(guān)鍵技術(shù)驗證、低成本設(shè)計與探索和拓展任務(wù)三個方面展開的試飛，圓滿完成了既定目標(biāo)，為后續(xù)輕舟貨運飛船正樣研制奠定堅實基礎(chǔ)。

劍指“低成本、高效率”

2023年5月，中國載人航天工程辦公室曾面向全社會發(fā)布公告，公開征集空間站低成本貨物運輸系統(tǒng)總體方案。微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院拿出了“輕舟方案”。與大家耳熟能詳?shù)奶熘巯盗胸涍\飛船不同，輕舟飛船設(shè)計得體型更小、重量更輕，卻能劍指“低成本、高效率”的新賽道：上行載重可達(dá)1.8噸，運輸成本有望控制在每公斤10萬元。

輕舟試驗飛船自2024年10月同步論證設(shè)計，2025年1月確定方案，經(jīng)過11個月的研制，2026年3月30日成功發(fā)射入軌。“我們希望通過試飛驗證，為正樣飛行任務(wù)沉淀技術(shù)、積累技術(shù)，最大程度降低正樣飛行風(fēng)險。”輕舟飛船總設(shè)計師常亮透露，試飛船重量為4.2噸，搭載了1噸科學(xué)試驗載荷，具備3年在軌飛行能力。

此次試飛的工程驗證目標(biāo)包括：對低成本密封艙、熱控環(huán)控、多體變構(gòu)軌道耦合控制、推進(jìn)系統(tǒng)、分布式綜合船務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)驗證，對能源、熱控、結(jié)構(gòu)、通信的低成本設(shè)計與探索，對長期駐留太空的驗證；拓展任務(wù)目標(biāo)包括：搭載2顆微納衛(wèi)星、開展遠(yuǎn)距離抵近與安全撤離試驗、在軌空間科學(xué)試驗。

關(guān)鍵技術(shù)與低成本設(shè)計

經(jīng)歷太空考驗

“在最初的一次地面試驗中，貨運密封艙出現(xiàn)了變形。我們將密封艙與貨架實施了一體化設(shè)計，將兩者的‘抗壓能力’合二為一。”常亮說，“在太空中，試驗飛船的密封艙表現(xiàn)良好，漏率在軌檢測值優(yōu)于指標(biāo)要求。”在此次成果發(fā)布會上，“達(dá)到設(shè)計目標(biāo)”“取得良好效果”，成為常亮在介紹輕舟試飛各項任務(wù)和成果時一直重復(fù)的話。

在試飛中，輕舟試驗飛船實現(xiàn)了多項平臺關(guān)鍵技術(shù)突破。飛船采用新技術(shù)新工藝設(shè)計的密封段、推進(jìn)系統(tǒng)、激光IMU、熱控環(huán)控系統(tǒng)與產(chǎn)品，開展大慣量航天器自主抵近與安全撤離、長期駐留能力、分布式綜合船務(wù)、可擴(kuò)展容量的能源系統(tǒng)等核心設(shè)計，在保障系統(tǒng)可靠性的同時降低研發(fā)成本，為輕舟貨運飛船正式飛行提供技術(shù)、研制及發(fā)射流程驗證支撐，助力技術(shù)快速迭代升級。

輕舟試驗飛船在低成本設(shè)計與探索上成效顯著，開辟了航天降本增效新路徑。能源方面，可折疊超薄柔性單晶硅太陽電池在軌表現(xiàn)穩(wěn)定，成本僅為傳統(tǒng)電池的十分之一；通信領(lǐng)域，新體制空空通信模塊性能優(yōu)異，可實現(xiàn)450公里以上數(shù)據(jù)傳輸；3D打印技術(shù)及新材料等應(yīng)用，有效降低成本、縮短制造周期，充分驗證了低成本組件的在軌適用性與可靠性。

此次試飛還完成了多星釋放與在軌服務(wù)等拓展任務(wù)。4月2日、3日，輕舟試驗飛船先后成功釋放兩顆搭載小衛(wèi)星，并與新征程01星開展了遠(yuǎn)距離抵近與安全撤離試驗，驗證了多體變構(gòu)姿軌耦合控制技術(shù)的實用性。其通用化搭載平臺實現(xiàn)載荷“即插即用”，目前已完成6項新技術(shù)載荷試驗，主動隔振、金屬在軌制造等多項試驗取得良好成果，填補(bǔ)多項相關(guān)技術(shù)空白。