如果不和中国、美国、俄罗斯相比的话,日本的航天实力在某些方面可以说是遥遥领先其他国家,但是和中国、美国、俄罗斯相比,日本航天科技差距还是比较大,其中一个差距就是日本没有能力自己发射载人飞船去执行航天飞行任务。不过,虽然日本没有能力独立完成载人航天飞行任务,但他们有能力发射飞船去国际空间站。

在10月26日,日本在种子岛宇宙中心发射了一枚H3F7运载火箭,将HTV-X1货运飞船送入近地轨道,这艘飞船的目的地就是在大约400公里近地轨道运行的国际空间站。在10月29日晚上23点58分,这艘货运飞船顺利被国际空间站“加拿大2号”机械臂捕获,随后在10月30日19:10,这艘货运飞船被安装至国际空间站的“和谐号”(Harmony)节点舱径向端口。

HTV-X1货运飞船是日本为国际空间站完成物资补给而研制的新一代大型货运飞船,这款飞船采用双舱串联构型,最大直径达到4.4米、最大起飞重量达到16吨,最多可以装5.82吨物资,其中包括4.07吨加压货物和1.75吨非加压货物。由于这艘HTV-X1货运飞船的首飞任务,所以没有满载上行国际空间站,这次只装了大约4.5吨物资,其中就有6个立方体卫星。

这款货运飞船理论上可以在国际空间站上停靠飞行6个月时间,在国际空间站撤离后,它还可以完成后续的任务,因为它还能自己飞行18个月时间,这样一来的话就能在太空开展一些科学研究。和上一代HTV货运飞船相比,新一代HTV-X1货运飞船的运载能力确实是大幅度提升了。

作为新一代货运飞船,HTV-X系列飞船将会兼顾近地轨道和环月轨道补给任务,也就是说,这款飞船会有近地轨道的版本,也会有用来执行月球探测任务版本。其中,用于执行近地轨道版本的货运飞船起飞重量达到16吨,但执行探月任务版本的发射重量则只有12吨。

按照设想,探月版本的HTV-X货运飞船将用来执行“阿尔特弥斯”计划月球“门户”空间站的货运补给任务。不过,美国方面已经提到要放弃月球“门户”空间站计划了,不知道后续这一款飞船的探月版本会不会受到影响。

按照计划,这艘HTV-X1货运飞船在完成使命从国际空间站撤离后不会马上重返地球,而是将会在近地轨道飞行一段时间,进行为期约3个月的技术试验,其中就包括在大约500公里的轨道高度释放一颗立方体卫星。在完成所有任务后,这艘飞船才会重返地球烧毁。

从发射升空到抵达国际空间站内国际空间站的机械臂捕获,再到顺利对接到国际空间站上,这艘货运飞船花了4天时间。看起来确实是比较慢的了。要知道,我国神舟十二号到神舟二十号号载人飞船对接中国空间站只需6.5小时,而神舟二十一号飞船更是只需要3.5小时就可以抵达中国空间站,而此前的天舟五号货运飞船更是创下世界最快纪录,发射升空后只需要2小时就对接到中国空间站。

越快越好
飞船从发射升空到完成交会对接,在安全的前提下,肯定是越快越好的。试想一下,我们发射的飞船要飞很长时间才能抵达空间站的话,这个过程可能需要经过很多次的变轨,会消耗大量推进剂。而且,有一些时效性很强的科学材料可能就没法及时送到空间站进行研究了。如果飞行时间很短,那有一些时效性很强的科学项目可以快速送到空间站进行研究。

我国之前的神舟载人飞船普遍采用6.5小时快速交会对接,神舟二十一号飞船则采用更快的3.5小时快速交会对接。我们的货运飞船之前也采用国6.5小时、3小时、2小时的快速交会对接方案,其中天舟五号货运飞船只用了2小时就抵达中国空间站,这是世界上最快的交会对接。而交会对接的时间越短,其实也说明了技术的先进性。

以天舟货运飞船为例,从天舟二号到天舟四号,这几艘货运飞船都是采用6.5小时的快速交会对接方案,其实这也很快了,不过在天舟五号货运飞船发射任务中,我们的科学家对飞船的发射进行了优化,最终实现2小时快速交会对接。

当飞船、火箭组合体发射升空到一定的高度后,就会进行飞船和火箭分离。在完成分离后,飞船就会进入远程引导阶段,在天舟五号任务中,我们优化了交会对接的控制制导策略,将远距离导引过程由多圈次减少不到1圈,还将多次变轨调整为2次综合机动。原本这一个过程大约需要4小时,但是经过优化后就只需大约1小时就行了。

除此之外,我们还减少了天舟五号货运飞船在近距离自主控制阶段用以确认状态的停泊点,这样也可以大幅度缩短飞行时间。之前的天舟货运飞船会有5公里、200米等多个保持点,在经过优化后就不需要浓密的停泊点了,飞船入轨就直接加速飞到400米的停泊点,省去了很多时间。

当然,天舟五号货运飞船的2小时快速交会对接的挑战性是很高的,因为对入轨精度、发射时间都要求极高,如果在发射升空的过程中入轨精度没有达到预期,问题也不大,飞船会自动调整为3到6.5小时,甚至时间更长的对接方案,只要不是出现严重的问题,飞船都可以自己去到空间站的。哪怕飞船的自控系统出现了问题,我们的航天员也可以对其进行手动对接的。
更新时间:2025-11-11
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