自5月16日天舟二号/长征七号遥三火箭组合体转运至文昌发射场201工位以来已有十余天时间 ， 期间错过了原计划5月20日发射窗口 ， 次日再次尝试发射又错过了第二个发射窗口 ， 然而好饭不怕晚 ， 5月29日20时55分 ， 零号指挥员下达点火指令 ， 长征七号遥三火箭随即点火升空 。
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长征七号遥三运载火箭点火起飞
为什么长征七号遥三火箭连续两次错过发射窗口？具体技术原因目前已知的是“压力参数异常” ， 更多细节有待官方进一步公布 ， 无端猜测没有任何意义 ， 但这并不妨碍从另一个角度管中窥豹 。
我们遵循“不把问题带到天上 ， 一切问题必须在点火前解决”的铁律 ， “问题”指的是已知问题 ， 这是对任务成功的极致追求 。
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长征七号遥三垂直转运
因为唯有成功才能专注发展 ， 当前载人航天工程已经驶入深水区 ， 长征5B遥一火箭成功发射、天和核心舱顺利入轨并完成在轨测试验证 ， 载人航天第三步规划全面进入任务实施阶段 。
载人航天无小事 ， 天舟货运飞船虽然在发射阶段不搭载航天员 ， 但却是载人飞行不可或缺的先决条件 ， 其成败关乎天宫空间站能否实现航天员长期驻留这一核心任务 。
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从天和核心舱俯瞰地球
无独有偶 ， 就在天舟二号延迟发射期间 ， 执行OneWeb-7任务的联盟号2.1b火箭也因为技术原因延迟发射 ， 去年久经战阵的成熟型号德尔塔-4大型运载火箭也曾遭遇多次推迟、两次中止发射的情况 。 运载火箭发射是大系统工程 ， 发射场保障、火箭状态、气象等等影响因素一大堆 ， 任何一个环节出现问题都是风险 ， 所以必须慎之又慎 。
在历经点火起飞、助推器分离、芯一级关机、芯一级分离、级间分离、二级点火、整流罩分离、二级关机、船箭分离一系列飞行时序动作后 ， 天舟二号货运飞船顺利进入预定轨道 ， 火箭上升段飞行总时间约604秒 。
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天舟二号任务“大红屏”
长征七号是新一代无毒无污染运载火箭型谱中第一款中型运载火箭 ， 同时也是全液氧煤油推进剂火箭 ， 采用二级半构型设计 ， 芯一级与芯二级直径均为3.35米 ， 捆绑四枚2.25米直径助推器 ， 整流罩直径4.2米 ， 火箭全长53.1米 ， 起飞质量约594吨 ， 起飞级总计6台YF-100液氧煤油发动机 ， 起飞推力约735吨 ， 近地轨道运力13.5吨 。
长征七号是对标天舟货运飞船发射业务的专用火箭 ， 同时该型火箭也是长征2F载人运载火箭的换型火箭 。 当前长征七号火箭已经实现三次发射全部成功的圆满战绩 ， 经后续多批次天舟货运飞船发射任务历练后可靠性安全性进一步提升 ， 将能够满足载人火箭的各项技术标准 。
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长征七号有望成为我国新一代载人火箭
旨在服务载人月球任务的20吨级新一代载人飞船未来也将派生出用于近地轨道空间站天地往返任务的新载人飞船 ， 长征七号火箭将对标该型飞船 ， 进而转型为新型载人火箭 。
船箭分离后约2分钟天舟二号货运飞船太阳翼解锁 ， 该太阳翼与天和核心舱太阳翼一样皆应用了光电转化效率达30%以上的三结砷化镓电池 。
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天舟二号货运飞船
天舟货运飞船采用推进舱与货舱组成的两舱设计 ， 总计有四种构型 ， 分别是全封闭货船、半开放货船、全开放货船 ， 以及小型舱段运输型 ， 此次发射的天舟二号是全封闭货船 。
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全封闭货船、半封闭货船、全开放货船
前三种构型皆具备推进剂在轨补加能力 ， 全封闭货船用于空间站舱内载荷货运 ， 半开放货船则在前者基础上拓展舱外载荷运输能力 ， 全开放构型则主要用于舱外载荷运输 。 舱段运输型可以部署5吨级小型舱段 。
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天舟系列半封闭构型货船
天舟货运飞船有两项傲视全球的性能 ， 一个是上行运输货重比超过0.5 ， 此项指标居于世界现役货运飞船之首 ， 货重比指货运重量与飞船发射总质量的比值 ， 是衡量货运飞船性能的核心指标 。
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天舟二号热真空测试
世界现役货运飞船除天舟号以外还有进步MS、天鹅座、货运龙 ， 其中货重比最接近天舟的是天鹅座货运飞船 ， 但其上行运力仅3.5吨 ， 而这又是天舟号另一项傲视全球的性能 ， 即世界第一的上行货运能力 。
天舟货运飞船总长约10.6米 ， 最大发射质量13.5吨 ， 上行运力6.9吨 。 用于货物装载的空间高达18立方米 ， 这还不包括航天员的活动空间 。 货舱内有蜂窝结构货架 ， 装载于货架上的货包还有统一的尺寸规格 ， 装载效率更高效 。 用于搭载不同规格的货包 。
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天舟飞船货舱
值得一提的是 ， 天舟一号货重比是0.48 ， 上行运力6.5吨 ， 天舟二号的最新数据表明 ， 该型飞船又实现了新的自我突破 ， 没有对手时就把自己当对手 。
全球现役货运飞船中只有两款具备推进剂在轨补加能力 ， 一个是进步MS ， 另一个就是天舟 。
天舟货运飞船率先应用了推进/补加一体化设计 ， 推进剂总携带量3.5吨 ， 其中补加推进剂携带量2.1吨 。 8只400L金属膜片贮箱分为推进模块与补加模块 ， 两个模块之间可以视任务需求灵活切换 ， 这一点进步MS货运飞船就无法做到 。
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舱外航天服
天舟二号是天宫空间站的首发货运飞船 ， 搭载了航天员生活物资、舱外航天服、平台设备、应用载荷、补给推进剂等货物 。
发射入轨后天舟二号的第一个任务考验就是交会对接 ， 此前我国在载人航天二步走任务中基于天宫一号与天宫二号两座空间实验室实施了多次手动/自动交会对接 ， 并在此基础上基于嫦娥五号任务实现人类首次月球轨道无人自动交会对接 ， 空间交会对接技术炉火纯青 。
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天舟一号与天宫二号对接
天舟二号货舱顶端配置有内径80厘米的异体同构周边式对接装置 ， 此类对接装置有两大核心优势：首先相较于联盟号载人飞船使用的杆锥式对接装置对接通道更通畅无阻碍 ， 再就是目标飞行器与追踪飞行器对接装置配置相同 ， 都有三个导向瓣 ， 便于实施太空救援行动 。
天舟货运飞船有三个交会对接方案 ， 一种是48小时交会对接 ， 另外两个分别是6.5小时与8小时快速交会对接 。
48小时交会对接也是神舟号、载人龙、联盟系列等载人飞船的通常选择 ， 载人航天器交会对接首先要考虑人的因素 ， 即航天员的身体状态 ， 进入微重力空间环境约6小时后航天员会出现空间运动适应综合症 ， 约48小时左右症状消失 。
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快速交会对接示意图
载人航天器交会对接有自动与手动两种模式 ， 自动是首选 ， 但手动模式也是确保交会对接万无一失的必备条件 ， 因此航天器交会对接的时机选择有两个 ， 即6小时左右或者48小时左右 ， 从而确保航天员保持最佳身体状态执行交会对接任务 。
从交会对接安全性角度考虑 ， 通常由货运飞船率先进行快速交会对接技术验证 ， 待成熟之后再拓展至载人飞船 。
早在2017年天舟一号任务期间我们就验证了6.5小时快速交会对接技术 ， 其实不论是何种对接方案原理都是一样 ， 皆分为远距离导引段、近程导引段、最终逼近段、对接停靠段四大阶段 ， 不同的是目标飞行器与追踪飞行器接近速度快慢 ， 也就是绕地球飞行圈数的多寡 。
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天舟一号逼近段
天舟一号6.5小时快速交会对接执行的是4圈接近对接方案 ， 同时在国际上率先应用基于绝对定位数据的快速交会对接自主导航与制导方案 ， 整个过程无需地面干预 ， 是真正的全自主交会对接 。
具体到天舟二号应用的则是8小时快速交会对接 ， 将实施6次自主变轨 。
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天和核心舱后端对接口
天舟二号将首先与天和核心舱后向对接口对接 ， 完成对接后可以在无人状态下进行推进剂在轨补加 ， 半个多月后神舟12号载人飞船发射入轨与天和核心舱前向对接口对接 ， 3名航天员进入组合体 ， 并手动打开天舟货运飞船舱门 ， 紧接着就是搬货 。
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天宫空间站一字形构型
天舟飞船停靠期间也将发挥储藏间作用 ， 神舟12号对接核心舱三个月后撤离 ， 紧接着天舟二号与核心舱后向对接口分离 ， 并绕飞至核心舱前向对接口对接 。
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天舟二号绕飞对接核心舱前向对接口
完成二次对接后天舟二号将验证天和核心舱前向对接口推进剂在轨补加能力 ， 之后天舟三号与核心舱后向对接口对接 ， 神舟13号与核心舱径向对接口对接 ， 此时天宫空间站将形成由一个核心舱、两艘货运飞船与1艘载人飞船组合而成的近60吨的大型空间组合体 。
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今年天宫空间站可见的最大构型
待第二批航天员乘组进入空间站后 ， 天舟二号与核心舱前向对接口分离执行机械臂辅助转位对接试验 ， 谈到这里就需要提到天舟二号与天舟一号相比的不同之处 。
天舟二号在货舱顶端对接口附近的前锥段安装了一个适配器 ， 它主要用于与核心舱天和机械臂末端执行器对接 。
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机械臂对接适配器
与核心舱前向对接口分离后天舟二号将再次逼近核心舱前向对接口 ， 此时天和机械臂将转移至核心舱小柱段天顶方向临时泊位 ， 并与天舟二号适配器对接执行捕获操作 ， 尔后将其转移至径向停泊口 ， 从而完成转位对接试验 ， 为明年到来的问天与梦天两座20吨级实验舱转位对接任务做准备 。
【首位|天舟二号多项指标居世界首位，无敌太寂寞，只能自己和自己比】
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天和机械臂辅助转位对接
纵横天宇以梦为舟的天舟二号正式拉开了天宫空间站高密度发射任务的大幕 ， 虽然此次点火飞天之前的几天有一些波折 ， 但这也正是今年“空间站关键技术验证阶段”发现问题解决问题的应有之意 。 接下来还有神舟12号、天舟三号、神舟13号三次发射 ， 且都将在余下的半年内完成发射 。
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祝融号火星车发来的祝福
明年我们还将开启“空间站在轨建造阶段” ， 并在明年年底前后完成天宫空间站的在轨建造 ， 距离单独拥有一座大型载人空间站的日子已经越来越近 ， 与此同时发来祝福的还有远在数亿公里深空的祝融号火星车 ， 玉兔二号当前也正在月球背面稳定运行 ， 还有位于日地拉格朗日L1点的嫦娥五号轨道器 ， 一幅征战太阳系波澜壮阔的图景已经呈现在我们的眼前 。
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