天舟货运飞船人控遥操作交会对接设计与验证

人控遥操作交会对接(RVD)是无人航天器与空间站自动交会对接的备份手段,提高了交会对接的可靠性与安全性。面向天舟货运飞船与天宫空间站,运用系统工程方法设计并验证了航天员遥操作交会对接与分离撤离功能,主要创新点包括:针对遥操作系统时延大的问题,采取精简系统信息主回路传输环节等措施,将系统总时延控制在1 s以内;针对船站近距离安全性的内在需求,提出了以安全性为核心、以状态转移图为工具的应急飞行方案设计方法,构建了飞行方案体系;针对遥操作交会对接系统复杂、大系统接口多的特点,提出了基于功能验证需求与地面验证条件匹配矩阵的系统级综合试验设计方法,构建了地面验证体系;针对交会灯功率不足导致阴影区远距离不能识别目标的问题,提出了空间站舱外泛光灯主动发光为主、交会对接敏感器合作目标被动反光为辅的方案。天舟二号货运飞船与天和核心舱在神舟十三号乘组操控下,圆满完成了遥操作交会对接与分离撤离在轨试验。

天舟货运飞船测控与通信分系统设计与验证

天舟货运飞船的飞行过程包括上升段、独立飞行段、交会对接段以及停靠段等,其在交会对接段和停靠段与空间站同时处于相同测控覆盖区。若采用传统航天器测控方案,货运飞船和空间站需分别占用天、地基测控站资源,在货运飞船长期停靠空间站期间将产生测控资源的巨大消耗。为解决该问题,提出了在天基和地基测控链路的基础上构建货运飞船-空间站-地面一体化网络和航天器间空空通信链路的测控通信方案。将其中一个航天器作为有源转发器,通过单个航天器天地链路实现同时对多个航天器测控通信,有效提高了测控站资源的利用率,同时也提高了大型航天器组合体的测控通信链路备份能力。在货站地一体化网络设计中,提出了网络包长与链路帧长相匹配的传输方案,提升信道利用率10%。通过地面和飞行试验验证该方案有效,为多航天器同时在轨测控通信任务提供一种解决方案。

天舟七号货运飞船发射任务取得圆满成功

北京时间2024年1月17日22时27分,天舟七号货运飞船搭乘长征七号遥八运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。18日01时46分,天舟七号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟七号将转入组合体飞行段。

俄罗斯货运飞船对接国际空间站

2023年12月1日,俄罗斯联盟2-1a火箭在拜科努尔发射场发射了进步MS-25货运飞船.飞船装载了2540千克食品、燃料和其他补给物资,在12月3日借助航天员手动控制,同国际空间站实现对接.

海南省工信厅完成天舟八号货运飞船发射无线电安全保障任务

本刊讯11月15日23时13分,搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭在我国文昌航天发射场发射升空,约10分钟后,天舟八号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。海南省工业和信息化厅无线电监督管理局(简称“海南无管局”)精心组织、周密组织,圆满完成本次发射无线电安全保障任务。

天舟二号货运飞船全相位自主快速交会对接技术和在轨验证

介绍天舟二号货运飞船全相位自主快速交会对接技术和在轨飞行结果.介绍21世纪以来交会对接发展的两个趋势:自主和快速;给出天舟二号货运飞船全相位自主快速交会对接方案,以及主要技术特点;给出天舟二号货运飞船5~8 h飞控实施方案和推迟一天发射的飞控实施方案,以及在轨执行效果.天舟二号货运飞船入轨自主快速交会对接是世界上首次进行的全自主快速交会对接任务,为我国空间站工程后续任务奠定了坚实的技术基础.

天舟一号货运飞船研制

介绍了天舟一号货运飞船研制历程、主要技术方案及取得的技术成果,并展望了后续工程应用。天舟一号货运飞船是我国首个空间货物专用运输飞行器,其飞行试验任务圆满完成标志着中国载人航天工程三步走战略的第二步——空间实验室阶段任务完美收官,为第三步载人空间站工程顺利实施奠定了基础。作为全新载人航天器,天舟一号突破了货物运输、推进剂补加、全自主快速交会对接等关键技术,综合技术处于国际先进水平。

“天舟一号”货运飞船在轨污染探测数据分析

目的分析"天舟一号"(TZ-1)货运飞船的空间污染探测器的在轨探测数据。方法 TZ-1货运飞船上的污染探测器采用石英晶体微量天平(QCM),利用污染物沉积在QCM探测器传感晶片表面引起的振荡频率变化情况来分析航天器在轨空间污染环境。根据其探测原理,通过分析下传的原始数据,得到航天器在轨的污染累积量结果。结果航天器在轨飞行过程中,污染累积已达到会导致污染敏感器件光学性能明显退化的程度,并且污染源温度是影响航天器污染累积量的一个重要因素,可以将其作为航天器在轨污染控制的重要措施。结论该研究结果可以为航天器污染设计、控制提供参考,为提高航天器可靠性设计提供数据支持。

天舟货运飞船空间试验平台设计

天舟货运飞船充分挖掘自身资源作为空间试验平台,支持多种类型的科学技术试验和应用项目,具有频度高、成本低、能力强和适应性好等特点。针对试验载荷状态新、接口类型多、研制进度不同步等适应性难题,采用标准化、模块化方法,设计了标准接口和公用支持平台,提出了平台总体与载荷方联合设计试验项目的全新模式,研制了等效认证平台,简化了接口匹配性测试环节。已完成微纳星释放、空间环境探测等15项在轨试验,取得了良好的综合效益。

货运飞船柔性货包装载及建模技术研究

针对中国货运飞船研制过程中柔性货包数量多、质量大、刚度非线性对整船基频产生影响的问题,提出了基于蜂窝夹层板结构的束缚带绑扎方案和基于BUSH元法的柔性货包性能仿真方法,开展了子结构局部试验,获取了货包与货架连接刚度关键参数,并使用该参数通过广义弹簧单元(BUSH)和质量点对货包进行精确模拟.通过货运飞船整船不同货物状态的振动试验对该方法计算得到的整船基频进行了试验验证,结果表明该方法将试验-仿真误差由原来的10%减小至1%,成功解决了货包柔性状态难以模拟的难题.该方法已应用于天舟货运飞船,后续还可应用于载人登月飞船等其他航天器研制.

“龙”货运飞船首次遭遇对接故障

2017年2月19日，猎鹰-9v1.1全推力型火箭从肯尼迪航天中心的LC 39A发射台成功发射，成功将太空探索技术公司（Spacex）的“龙”（Dragon）货运飞船送入轨道，执行该公司第10次“商业补给服务”（CRS）任务。

俄罗斯新货运飞船进步M5-01首射成功

莫斯科时间2015年12月21日，联盟-2．1a（Soyuz-2．1a）火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场点火起飞，执行新型货运飞船进步MS-01（Progress MS-01）的发射任务。该飞船首次执行向“国际空间站”（ISS）补给货物的任务。2015年4月进步M-27M飞船发生严重故障后，俄罗斯相关专家对火箭和飞船进行了详尽的排查和硬件的修改，本次联盟-2．1a运载火箭和“进步”飞船分离过程十分顺利。12月23日，进步MS-01与“国际空间站”顺利交会对接，飞船向“国际空间站”运送了约2．5t货物，包括水、燃料、压缩氧气等。此次飞船顺利完成任务，也意味着俄罗斯2015年度载人航天完美收官。

“天鹅再展翅”——“天鹅座”货运飞船复飞任务成功发射

美国东部时间2015年12月6日16时44分,宇宙神-5(Atlas-5)火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射,成功将轨道-阿连特技术系统公司(以下简称轨道-ATK公司)执行第4次'商业补给服务'合同任务(OA-4任务)的'天鹅座'(Cygnus)货运飞船送入轨道。此次任务从发射开始就创造了多项纪录:它是继2014年10月第3艘'天鹅座'飞船发射失败后,轨道-ATK公司的首次'国际空间站'货运补给任务,也是首次由'宇宙神'火箭发射,还是首次升空的增强型'天鹅座'。

国外货运飞船概览

货运飞船是执行向地球大气层以外的宇宙空间运送货物等任务的航天器。货运飞船拥有较大的货舱体积，可比载人飞船携带更多的货物，主要用途是向地外空间定期补给食品、燃料、仪器设备等物资，协助提升空间站轨道等。

进步MS-04货运飞船发射失败原因分析

莫斯科时间2016年12月1日,联盟-U（Soyuz-U）运载火箭搭载进步MS-04（ProgressMS-04）货运飞船从哈萨克斯坦拜科努尔发射场发射升空,原计划于12月3日对接“国际空间站”（ISS）星辰号（Zvezda）服务舱.然而,在起飞后383s时,火箭遥测突然消失.这是俄罗斯一年半以来发生的首次重大航天事故.初步掌握的资料显示,本次事故让俄罗斯航天国家集团（ROSCOSMOS）蒙受超过40亿卢布（约合6300万美元）的经济损失.2017年1月11日,俄罗斯航天国家集团宣布了进步MS-04货运飞船发射失败的可能原因.

货运飞船效费综合特性研究

为高质量、高效率、高效益地建造和运营中国空间站,解决中国空间站十年在轨独立运营的100%高自主投入问题,选择长期为空间站提供货运运输、能力补给,并具有小批量组批投产、多样性功能需求特征的货运飞船系统为切入点,就如何在高质量完成既定任务的同时,进一步降低工程研制成本进行研究,寻求最优的效费比。以航空领域的效费管理方法为基础,结合航天领域项目实际,在完成特定目标的基础上,对影响货运飞船系统能力的参数进行研究,设计了货运飞船系统效能指标;对货运飞船全周期成本结构进行分解,设计了货运飞船全周期费用指标;建立了货运飞船效费综合特性计算模型,用以定量评估系统在完成特定目标时的效费综合特性,从而获得系统在技术、经费、进度、质量的最佳权衡。通过仿真计算可知:结合任务需求减配非必要的功能,提高系统的可重复使用次数,将有益于提高系统的效费综合特性,达到降本增效的效果。

一种基于首发货运飞船的姿态控制试验方案研究

针对首发货运飞船的任务特点，兼顾未来空间站的需求，提出姿态控制试验系统方案，用于首发货运飞船。在基本不改变标准平台状态的前提下，可在轨验证满足后续型号任务需求的扩展平台功能，减少自主飞行与离轨推进剂消耗量共计560～690kg，更好地满足了其他飞行任务与试验的推进剂需求，同时还可提前验证空间站关键单机。分析了三轴对地、连续偏航、90°俯仰对地、俯仰机动、组合体CMG融合使用等姿控模式，并进行了仿真，验证了方案的可行性。

货运飞船/制品舱返回轨道设计

货运飞船/制品舱作为连接地面与空间站的重要交通工具,返回过程不同于载人飞船。考虑到货运飞船/制品舱返回轨道的特点和要求,可将基准返回轨道分成:空间返回段、分离段、货运飞船自由段和制品舱自由段。已知飞行器参数和运行轨道,综合考虑各段相互耦合参数,在满足监测站、理论落点与偏差落点等约束的条件下,提出建立一种基于迭代算法的货运飞船/制品舱返回优化轨道设计方法。结果表明,货运飞船/制品舱返回轨道设计方法是可行的。

俄罗斯货运飞船首次测试快速对接模式

2012年8月2日，俄罗斯联邦航天局使用“联盟”-U火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场将“进步”M-16M货运飞船发射升空。在此次发射任务中，俄罗斯首次对货运飞船的快速对接模式进行了测试。飞船在6h内绕地球4圈后，完成与国际空间站的自动对接，而以往“进步”号货运飞船和“联盟”号载人飞船在对接前要绕地球飞行34圈，花费近两天时间。

天舟货运飞船发展历程与特点

通过载人航天工程第一步和第二步一阶段的实施,我国已初步建成功能完备的神舟飞船天地往返运输系统,能满足近地轨道载人往返飞行任务需求,但在我国空间站工程阶段,还存在大量货物运输以及推进剂在轨补加需求,需建造空间货物运输专用系统——货运飞船。天舟货运飞船正是在此背景下产生,文章对天舟货运飞船立项论证、主要研制历程和特点进行了论述。