长七火箭再出征 护卫“天舟”送“快递”

亓俊卿 陈亚伟 钱航

2023年5月10日21时22分，我国长征七号遥七运载火箭（以下简称“长七火箭”）托举天舟六号货运飞船，在海南文昌航天发射场点火升空，顺利将天舟六号货运飞船送入预定轨道。入轨后，天舟六号货运飞船顺利完成状态设置，于5月11日5时16分成功对接于天宫空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟六号货运飞船转入组合体飞行段。神舟十五号航天员乘组进入天舟六号货运飞船，按计划开展货物转运等相关工作。

2021年9月20日15时许，在海南文昌航天发射场，搭载着天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭点火升空

七射利箭，建功苍穹

此次任务既是2023 年载人航天任务的首战，也是载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首战，对于全年空间站任务的顺利实施至关重要。长七火箭在首飞7 周年之际，用7 次圆满成功交上了一份高质量答卷。

2023 年，长征七号、长征二号F 运载火箭将先后执行3 次发射任务。作为我国第一型新一代高可靠、高安全的中型运载火箭，长七火箭入轨精度是现役运载火箭中最高的，偏差不超过4 秒，在发射天舟五号货运飞船的任务中创造了世界最快“太空快递”“签收”纪录。

作为我国第一型“数字火箭”，长七火箭采用全数字化手段研制。此外，长七火箭采取了超严的防风、防水、防盐雾等措施，能够抵抗8 级大风，可在中雨条件下发射。

在取得连续成功的同时，长七火箭研制队伍也在持续优化火箭设计和发射场测发流程，对火箭发动机等进行了可靠性提升改进，进一步消除薄弱环节，优化了地面测控软件，并进行了单机、系统和全箭验证，测发流程可靠性得到进一步提升。

目前，长七火箭主要承担“天舟”货运飞船发射任务，是搭建“天地运输走廊”的“货运专列”，以每年1～2 次的发射频率为我国空间站正常运转提供物资保障。后续，长七火箭在满足空间站货运任务的同时，还将凭借连战连捷的优异成绩，搭载远征上面级，实现太阳同步轨道9.5 吨的运载能力，积极拓展中低轨卫星发射市场。

自我加压，跑赢时间

38 天——31 天——27 天——25 天！这是长七火箭自第一发任务以来，发射场工作流程所需时间的变化。

在外行人看来，减少了13 天可能不足为奇。但为了这13 天，长七型号队伍用了7 年。心有梦而不畏路远。在这条与时间赛跑的赛道上，长七型号队伍争分夺秒。目标是如何一步步实现的？一组数据可以给出答案：

通过对项目的调整、严密而灵活的组织，火箭箭体状态恢复、产品交接、关键单机等工作的准备时间，从首飞时的5 天压缩到了1 天。

通过优化测试项目，火箭吊装完成后进行的测量、控制、动力等分系统测试，由首飞的9 天缩减到了5 天。

在总检查阶段，从长七遥五火箭开始，减少一次总检查，并进一步优化流程，缩减了1 天；在加注发射阶段，液氧和煤油两种推进剂从串行加注变为并行加注，使得长七火箭进入发射程序时间缩减4 个小时……

4 天、1 天、4 个小时……时间被一点点“压缩”出来。现在，长七火箭的发射场工作流程已十分接近国际先进水平。但这不是终点，还要一棒接着一棒跑，实现从追赶到并行再到领跑。

当然，时间的压缩絕非对流程、步骤的简单取消，而是在吃透技术的基础上对流程进一步优化。这不是一朝一夕的权宜之计，而是系统性、整体性的完善。正是7 年的优化流程“接力赛”，最终使长七火箭发射跑赢了时间。

来时路，历经千辛万苦；前方路，充满期冀梦想。一程又一程，天高路远，闯关渡险，终不改一往无前、驰骋苍穹的雄心壮志。

智慧火箭，正在走来

发射成功率100%，这是7 年来长七火箭在一次次空间站任务中交出的亮眼的成绩单。然而，这支“常胜”团队并没有选择躺在“功劳簿”上，而是朝着运载火箭更为前沿的发展方向——智慧火箭迈开脚步。

随着信息化、数字化、智能化时代的来临，智慧火箭也吸引了航天界更多的目光。火箭以精准入轨为终极目标。如今，我们是通过提高火箭可靠性的方式来提高发射成功率，但火箭发射具有高风险的特点，往往那些看似不起眼的异常状况就可能使任务失败。智慧火箭能实现智能纠错，确保火箭安全入轨。这好比人们通过加强锻炼来抵抗流感，不至于危及生命。同样，未来，长七火箭在即使有一些“小毛病”的情况下，也能确保任务成功，提高发射成功率。

从完美到更完美，是突破，更是目标。“千里之行，始于足下。”长七型号队伍围绕智慧火箭领域正在开展故障诊断、任务重规划等技术研究，目前原理样机已经研制完成，在后续的任务中将进行飞行验证，推动智慧火箭关键技术的工程应用与落地。

新船首发，运力提升

“天舟”货运飞船是世界上运力最大的现役货运飞船，是我国空间站的“物资补给能手”。天舟六号货运飞船整体长10.6 米，总重13.5 吨，经过升级改造后，有效装载容积扩大了20%，载货能力由原来的6.9 吨提升到了7.4 吨，运载系数已经达到0.55。

随着上行运输能力的提升，新批次“天舟”货运飞船的发射频次由两年4 发降低至两年3发，提高了空间站工程综合效益。随着以天舟六号为代表的全密封型谱升级换代，天舟货运飞船全密封、半密封半开放、全开放3 个型谱结构更为合理、分工更为明晰：全密封型谱满足空间站常规任务和日常需求；半密封型谱突出大型舱外设备和试验载荷运输能力，主要执行应急维修任务；全开放型谱实现超大型试验载荷整体运输，支持空间站发展重大科学任务能力。

改进后的货运飞船不但增强了常规货物运输能力， 而且为特殊货物和试验载荷运送提供了诸多便利条件。以本次运输的空间站电推进氙气瓶组件为例，这一组件重约160 千克，是目前货运飞船为我国空间站运送的单件最重货物。

此外，天舟六号采用相控阵中继终端替代了定向中继终端，制造周期大幅缩短，成本大幅降低；测控系统软件和硬件全面升级，完全依靠北斗系统实现自动导航。

团队在飞船研制过程中积极落实“数字航天”战略，开展全流程数字化设计生产和仿真试验工作，单艘飞船的研制周期缩短了6 个月。通过重新设计布局，天舟六号货运飞船推进舱内贮箱减少了一半。设备的增减并非简单挪移，而是体现了设计师“螺蛳壳里做道场”的匠心巧思。

首访“天宫”，货物多样

作为中国空间站应用与发展阶段首次飞行任务发射的航天器，在停靠空间站期间，天舟六号有4 项主要任务：实施物资补给、配合完成空间站组合体姿态和轨道控制、开展空间科学实验、下行废弃物并受控陨落。

天舟六号此次运送的物资主要包括服装、食品、饮用水等。其中，新鲜水果约70 千克，约是天舟五号携带水果质量的两倍。这些水果将同时保障正在空间站中的神舟十五号乘组，以及将要进入空间站的神舟十六号乘组的食用需要。天舟六号的货物清单里还有一组电推进氙气瓶，它可以作为空间站燃料推进剂的备份，为空间站日常维持轨道、调整姿态所用的电推进器补充工质，有效节省空间站推进剂消耗。

国家太空实验室具有平台规模大、能力可拓展、实验设施可升级、载荷可更换等优势，能够为航天医学实验、空间科学研究与应用、航天技术试验等多个领域的科学实验和技术试验提供得天独厚的条件。此次天舟六号携带的货物中，就包含不少实验样品。

空间应用系统通过天舟六号上行实（试）验载荷、实验单元及样品、共用支持类设备、实验耗材和备品备件等，共计98 件产品，总质量约714 千克。天舟六号与空间站完成快速交会对接后，由航天员将上述产品转运至空间站舱内，按飞行任务规划陆续开展空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、空间应用新技术试验4 个领域共29 项科学实验和应用试验。

空间孵化，实验支持

除了向太空实验室运送物资，“天舟”本身也具备开展近地空间搭载试（实）验的能力。天舟系列货运飞船秉承“一次飞行，多方受益”的全局发展理念，作为空间“孵化器”和实验平台支持新技术、新科学、新应用领域开拓。

本次任务中，天舟六号以开放姿态联合国内科研院所、大学，开展了超临界流载荷、“连理卫星”、新型激光雷达3 项在轨飞行试验。

其中，中科院力学所牵头研制超临界流载荷，建立微重力环状热毛细对流体系，开展空间热对流失稳多级演化等科学问题研究。“連理卫星”由大连理工大学设计制造，为20 千克级亚米级高分辨率遥感卫星。中电集团的新型激光雷达采用组合化、小型化设计，作用距离更远，精度更高。

在轨飞行经验丰富，是“天舟”团队的优势。科研院所、高校的特点则是理念新颖、创新氛围浓厚。双方在合作中优势互补，联合进行在轨试验方案设计，既取得了良好的成效，又开阔了思路。

搭载飞行试验载荷、开展空间技术试验是“天舟”货运飞船的主要任务之一。每次飞行任务中，“天舟”都会搭载一些在轨试验项目载荷。从目前看来，工作很有成效，试验载荷的质量和数量都在稳步提升。

随着中国航天科技的逐步提升和国家太空实验室的投入应用，相信未来数年内，我国将会成功地实现太空探索的新突破。

中国的进步，也必将为人类的探索之路注入新的动力，引领世界航天事业朝着更加辉煌的明天迈进！

（责任编辑：陆艳 郝雅文）