主线任务：把航天员和空间站所需物资送上天

此次拜访“天宫”空间站，天舟二号货运飞船带了哪些货物？在轨期间要完成哪些任务呢？中国空间技术研究院天舟二号货运飞船系统研制团队做了详细解答。

物资6.8吨，粮草先行

兵马未动，粮草先行。“天舟二号”的载货比为0.51，处于国际领先水平。飞船此行的主线任务是把航天员和空间站所需的物资送上天，物资包括推进剂和货包两大类。

天舟二号货运飞船为“货舱+推进舱”两舱构型，推进舱不仅要满足自身动力需求，还要为空间站天和核心舱在轨运行补加燃料；货舱则要满足航天员生活、工作的需求，本次飞行携带了160多个货包、200多件货物。

“有两件宝贝疙瘩很特殊。”徐小平介绍，本次运输的货物中有两套航天员舱外服，每件重100多公斤。它们是航天员执行舱外任务的必备物资。

其他货品都安安稳稳装进包裹，整齐码在货格里，运送这两件“异形”舱外服则需要额外安装支撑点，保护服装胸腔部的薄壁结构。徐小平说：“货舱总共40个格子，这俩宝贝就占了8个。”

“5组20个气瓶，是空间站的耗材。”天舟二号货运飞船系统主管设计师王冉介绍，这些气瓶看起来和普通的氧气瓶很像，但材料安全性更好，里面装着氧气、空气、氮气等各类气体。身处真空环境中，人体平时无意识中呼吸的气体变成珍贵资源。必要时，这些气体将为空间站补足气压。

“在天上，水资源也很珍贵。”王冉补充，进入空间站的水要装进软体水囊中，本次上行的十几个水囊不仅满足日常用水需求，还可以电解制氧。

6.8吨重的物资送上天，总体遵循“重心靠下，质心在中间”的原则，160多个货包按照航天器质量特性“排座次”。

“像在超市一样，每个货有固定的位置。”天舟二号货运飞船系统机械总体负责人贾东永介绍，货舱纵向分为4个象限，横向划分为ABCD4层，每个货包按坐标编号查找，同时货包上有二维码，扫描后可查看包里的具体货物。

食物、水、衣物、清洁湿巾……除了保障航天员的衣食住行，天舟二号还携带了一部分科学试验载荷、空间站建设需要使用的备份舱门。王冉补充：“火箭和货运飞船的运输能力越强，就越能为空间站作出更大的贡献。”

货运飞船除了运输生活物资外，还要给空间站“加油”，也就是补加推进剂。货船系统有多个“油箱”，推进剂可在密封舱外通过管路运输，与密封舱隔离，保证航天员在舱内的安全。

货包定位取用，专业天地运输

“货包使用的布料添加了螃蟹壳，能有效抗菌。”王冉介绍，日常生活中，地面脏了扫地、衣服脏了洗净晾干，在空间站微重力、密闭环境中，同样的一块布料蹭脏了很难清理，这样的环境对货包布料要求更加苛刻。

研制团队针对货物装载需求进行调研，发现市面上常用的布料无法满足要求，于是自行研发了特种壳聚糖纤维布。

顾名思义，“特种”布料是为了太空旅行专门研制的，要经受抗菌、防霉、阻燃、低挥发等各项指标考验，有很好的承载能力，力学性能优良；壳聚糖纤维布是从螃蟹、虾的甲壳中提取出抗菌成分，再利用特殊纤维纺织工艺生产出的布料。

为了充分利用装载空间，货船舱内结构进行了特殊设计，利用蜂窝板形成一个个货格，每个货格都可以装载多个规格的货包。

“货运飞船对口单位太多了，空间站核心舱、航天员系统、科研机构、高校，大家的需求是多样的。”王冉介绍，为了让整船装载效率更高，团队设计了26种规格的货包。

按照型谱化设计思路，货包分大、中、小不同尺寸规格，根据不同需求，长宽、形状各异。为了适应货运飞船的圆形舱体结构，研制团队还设计出梯形、楔形等形状；为对异形产品、敏感光学器件进行特殊保护，团队借鉴飞机座椅的安全锁扣，使每个货包都能被稳稳当当固定住、单手简简单单取下来。

“不仅要大小布局合理、重量均衡，最重要的是方便航天员取用。”徐小平总结。

“就像大家出差，航天员入舱后第一天是最难的，吃的、用的都要现找。”徐小平说，这对航天员是挑战，对货运飞船也是挑战。贾东永补充道：“不能让航天员吃一袋宫保鸡丁都要翻半天。”

在轨运行一年，“天舟二号”作为储藏室，既要保障航天员日常生活、工作物资随取随用，还要收纳废弃物、人体排泄物，最终离轨坠入大气层烧毁。

“我们有密封的‘小轿车’，也有开放的‘皮卡车’。”徐小平介绍，天舟货运飞船的货物舱有全密封、半密封半开放、全开放多种类型，可以满足不同尺寸、各种类型的货物运输需求。

以人为本，天舟初心

“我们要做好后勤保障服务。”徐小平说，从航天员使用角度出发，货运飞船要通过医学、工效学评价，舱内压力、噪音、照明灯照度、操作空间等都被纳入评价范围，全方位保障航天员在空间站的健康生活。

“真正以航天员为本，考虑他们的需求。”贾东永介绍，工效学是评价体系中的重要一环，主要研究生产系统中人、机器和环境之间的关系。

简单来说，空间站中的仪器、设备、布局环境都会影响航天员在轨工作效率。研制团队希望天舟货运飞船能在有限空间内让航天员方便地生活、工作。

“第一，不能对航天员有损伤，第二，要易于操作。”贾东永举例，在地球上丢垃圾，只需要扔进垃圾桶再打包，一个人就能完成；在天上扔垃圾则复杂多了，因为微重力环境下，人、垃圾、垃圾袋一起浮在空中。首先航天员要固定自己，再腾出手来收拾垃圾，经过压缩抽空等特殊处理后，把垃圾固定到货舱指定位置。这一系列操作可能需要两个人配合。

空间站将在轨运营10年以上。贾东永补充：“关注航天员的居住环境，后续还有许多改进的空间。”

秉持航天人“少花钱、多办事”的传统，天舟二号货运飞船在保证主线任务圆满完成的同时，在轨期间还将择机完成交会对接、双向并网、机械臂在轨试验等支线任务。

“天舟二号”物资运输的使命完成后，还将验证空间站机械臂在轨操控技术，为实验舱转位做铺垫。天舟二号货运飞船系统结构与机构分系统主任设计师周志勇介绍，航天器对接机构、转位机构、机械臂是3套独立的装置，对接机构可以分别与另外两套机构配合，完成空间站舱段转移动作。

争当技术“急先锋”，天舟系列货运飞船与空间站几乎同时立项。货运飞船加紧步伐，于2017年完成“天舟一号”发射任务，验证关键技术、固定流程。徐小平说：“货船的后勤保障能力稳定，空间站才能在轨道上待得安稳。”