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天舟二号货运飞船世界第二,那第一名呢?没了

  2021年5月29日晚8点55分,长征七号运载火箭托举着天舟二号货运飞船从海南文昌发射基地升空,10分04秒后船箭分离,30日早晨5点01分,飞船与空间站"天和号"核心舱成功对接,整个过程只用了8个小时。
  至此,这个全世界最优秀的快递员送出了他的第一单货,货物总重量达6.9吨。
  "最优秀?"或许有人要冷笑一声:"你怕是不知道欧美日的货运飞船到底有多先进!"
  全球主要货运飞船比例图
  单用等比例图片将各国货运飞船的外形和个头做比较,天舟二号的确不那么突出,别说比不上欧洲货运飞船,甚至比日本的HTV还要矮上一截。可惜的是,这两个"大块头"都已经退役了。
  货运飞船的功能就是实现对空间站的物资以及燃料补给,从这个角度看,它自然是体积越大越好。你的货仓大,装的东西就多,也就越划算,许多人都会这么想。
  实际上并不是所有的大块头都能装。日本货运飞船就是一个例子:HTV长约9.8米,外部直径达4.4米,两个货仓容积为14+16立方米,却最多只能带6吨的货。由此可见,日本货运飞船看起来大,它其实是虚胖,运货还不如天舟。日本货运飞船没有自主交会对接能力,它需要依赖国际空间站的机械臂抓住它然后再进行对接。
  日本货运飞船
  欧洲货运飞船ATV是个名副其实的大块头,它长10.3米,外径4.5米,加压舱内容积达48立方米,最多可运载7.6吨货物(其中包括5.5吨干货、840公斤水、100公斤空气),它还能为空间站补加推进剂。
  不知是因为重量和体积太大造成发射运营费用过高,还是要给美国飞船让路,单艘建造成本约3亿美元的ATV只发射了5艘就宣布中止,2015年2月15日,最后一艘ATV坠入大气层,正式退出历史舞台。
  欧洲货运飞船ATV
  与任何一艘货运飞船相比,欧洲的ATV内部货仓都可以用"奢侈"来形容。转过头来再看看马斯克的龙货运飞船,就很有点"螺蛳壳里做道场"的感觉了。
  SpaceX公司主打"可回收"概念,火箭要做成可回收,货运飞船也要做成可回收,目标是最大程度地省钱。
  在大多数情况下,空间站里的科学实验结果是不需要以实物形式带回地面的,即便需要带回,也多是搭着载人飞船的"便车",不需要专门为它们建造返回式的货运飞船。因为无须顾虑重返大气层引发的高温高过载等一系列问题,货运飞船在结构设计上遵循实用主义原则,成本也因此大幅度降低。当货运飞船离开空间站返回时,那里边装的基本都是废弃的仪器设备、生活垃圾,以及宇航员的排泄物,这些东西中的绝大部分将在大气层中烧毁,剩下的落入海洋。
  马斯克认为造货运飞船的钱也可以省,他将载人"龙"飞船里边的座椅、控制系统、生命维持系统等等全部拆除,摇身一变成"货运龙"。
  "龙"货运飞船
  载人飞船的内部空间原本就不大,即便是能拆的都拆了,加压舱容积也仅有10立方米。加压舱下方的服务舱被掏空,成为一个14~37立方米的开放式货仓。说是货仓,其实称作圆桶更合适。货物被悬挂在其顶部支架上,因为结构原因,你也没办法把圆桶装满。
  理论上,"龙"飞船和"龙2"飞船都能携带6吨货物到达空间站,实际上由于它的舱内空间有限,一次只能运送2吨多的货物上天。即便如此,它的加压舱里被塞得满满当当,非加压货仓却空空荡荡,形成鲜明对比。
  龙飞船的加压舱很小
  美国"天鹅座"货运飞船比"龙"要大一些,它也是国际空间站运输的主力,"天鹅座"增强版尽管把长度加长了1米多,容积扩大到27立方米,却只能装载3.5吨货物、不能加油,也没办法自主对接。
  与西方国家的货运飞船相比,天舟二号显得苗条,外形也没那么炫酷,却是一艘效率极高能力极强的货运飞船。
  天舟二号
  天舟二号全长10.6米,最大直径3.35米,加压货仓容积为27立方米,燃料箱容积约3.5立方米,总体看上去没那么粗壮。它的发射重量13.5吨,却装载了6.9吨的货物,载货比达到51%,这是任何一艘飞船都无法与之相比的。
  天舟二号地面测试
  欧洲ATV体积更大,有效荷载体积达48立方米,它的运载能力也仅仅只比天舟二号高0.7吨。ATV已经退役6年,目前在太空中飞行的体积最大、运载能力最强的货运飞船,就是中国的天舟二号。从各国货运飞船的发展计划看,未来相当长一段时间里,天舟二号也是运载能力最强大的飞船。
  天舟二号与核心舱对接
  天舟二号货运飞船不仅运力最大,它还拥有极强的灵活性。飞船能够自主与空间站进行多向交会对接;能通过地面和空间站手动遥控对接;在必要时,航天员还能操控空间站上的机械臂抓住飞船进行转位操作。
  在与空间站核心舱对接之后,天舟货运飞船可以向核心舱注入燃料,也能利用飞船发动机对空间站进行变轨和调姿,这极大了节省了空间站上的燃料消耗,延长空间站的使用寿命。不仅如此,天舟货运飞船还能将太阳能电池与空间站共享,向核心舱输出1000W左右电能。
  随着中国空间站建设步伐的推进,天舟飞船这位"快递小哥"会越来越忙。我们有理由相信,天舟二号货运飞船以及成千上万的中国航天人,必将托举着中国人的航天梦遨游寰宇,开启星辰大海新征途。
  #天舟二号货运飞船#

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