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天舟二号

天舟二号

天舟二号货运飞船（Tianzhou-2 cargo 未来航天飞机），由中国航天科技集团五院研制，是中国空间站关键技术验证阶段发射的首艘货运飞船。

天舟二号货运飞船是货物舱和推进舱组合而成的两舱构型，总长10.6米，最大直径3.35米，起飞重量最大为13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。其具备全相位自主交会对接能力，可多次完成推进剂在轨补加。为装载更多物资，该货运飞船共设计了26种不同尺寸、不同形状的货包。

2021年1月，天舟二号货运飞船通过出厂评审。5月16日，天舟二号货运飞船与长征七号遥三运载火箭组合体已转运至发射区。5月29日，天舟二号货运飞船在海南文昌发射场发射入轨，为空间站送去6.8吨物资补给。飞船此次任务携带3名航天员3个月的消耗品、舱外航天服及平台物资，与核心舱进行对接；其在停靠空间站期间，按计划开展多项在轨试验。该飞船的发射入轨是中国空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。当天21时17分，飞船太阳能帆板两翼顺利展开工作，发射取得圆满成功。5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接。9月18日，天舟二号货运飞船完成绕飞和前向交会对接。2022年3月27日，天舟二号撤离空间站核心舱组合体。3月31日18时40分，天舟二号货运飞船受控再入大气层。飞船绝大部分器件被烧蚀销毁，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

天舟二号货运飞船在轨运行期间，先后与天和核心舱进行了4次交会对接，按计划完成了飞船绕飞、机械臂转位舱段验证、手控遥操作交会对接等多项拓展应用试验。天舟二号中国货运飞船与空间站分离后，充分利用飞船推进剂余量，成功实施了货运飞船与空间站2小时快速交会试验，为空间站在轨建造和运营管理积累了经验。

名称标识

天舟二号是中国第二个货运飞船。2011年4月25日，中国货运飞船名称征集活动正式启动。不到2个月的时间里，组委会收到9640份提名：天梭、鲲鹏、天舟、神龙、龙舟等。2013年10月31日，正式向公众公布了它的命名：天舟一号货运飞船，代号“TZ”。

2021年5月19日，中国载人航天工程办公室正式发布天舟二号货运飞船任务标识。

发展历史

研发过程

2020年3月，天舟二号货运飞船在疫情中完成了真空热试验。试验期间，试验人员采取24小时X14天值班方式，为减少人员流动，将轮岗时间延长到24小时。天舟二号总体主任设计师杨胜介绍，试验时间不压缩、标准未降低，圆满完成了天舟二号货运飞船真空热试验。2021年春季首先发射空间站核心舱，随后发射天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船，完成交会对接和相关在轨关键技术验证。

2021年1月15日，空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船等近日顺利通过载人航天工程主管部门组织的出厂评审。2月，执行天舟二号货运飞船发射任务的长征七号遥三火箭进行全箭总装。

任务历程

发射经过

2021年4月12日，执行天舟二号货运飞船发射任务的长征七号遥三运载火箭安全运抵海南文昌航天发射场。5月，天舟二号货运飞船与长征七号遥三运载火箭组合体转运至发射区。5月16日，天舟二号货运飞船与长征七号遥三运载火箭组合体转运至发射区。5月19日，与天和核心舱进行交会对接的首艘货运飞船天舟二号完成了发射前的全航区合练，发射场加注、供气等各系统状态良好，具备发射条件，并完成推进剂加注，计划5月20日凌晨1时许发射天舟二号货运飞船。5月19日下午1时许，长征七号遥三运载火箭进入负12小时发射流程。然而在当天晚上21时许，发射指控大厅中的数据信息显示：一个压力值参数异常，已经不能满足发射的指标要求。5月20日凌晨1时许，中国载人航天工程办公室发布消息：“因技术原因，原定于2021年5月19日的天舟二号货运飞船发射任务推迟实施。”

2021年5月20日，在发射前的检查中，试验队员通过进舱排故，先后发现了两个可能的问题点，但第一个被锁定的问题点最终被确认不是真正的“元凶”。第二个问题出现在负8小时液氧补加之后，测量曲线出现问题，数据再次显示指标不满足发射要求。5月25日，归零工作接近尾声。5月26日，模拟发射演练；5月27日、28日，加注准备。5月29日，长征七号遥三运载火箭完成推进剂加注。当天20时55分，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在中国文昌航天发射场准时点火发射，约604秒后，飞船与火箭成功分离，精确进入预定轨道，21时17分，太阳能帆板两翼顺利展开工作，发射取得圆满成功。

太空任务

2021年5月30日5时01分，天舟二号货运飞船与天和核心舱顺利实现快速交会对接，天舟二号货运飞船成为首个停靠空间站核心舱的航天器。

2021年6月16日，天和核心舱和天舟二号组合体已在轨运行17天，状态良好，平台设备工作正常，满足与神舟十二号载人飞船交会对接以及航天员进驻的条件。6月17日下午15时54分，神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，整个交会对接过程历时约6.5小时；17日下午18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

2021年9月18日10时25分，天舟二号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离，并绕飞至前向端口完成自动交会对接，整个过程历时约4小时。9月20日15时许，长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船在中国文昌航天发射场点火起飞；9月20日22时08分，天舟三号货运飞船与天和核心舱及天舟二号组合体完成交会对接。

2022年1月6日凌晨，机械臂成功捕获天舟二号货运飞船。6时12分转位试验开始，天舟二号货运飞船与天和核心舱解锁分离后，在机械臂拖动下以核心舱节点舱球心为圆心进行平面转位；尔后，反向操作，直至货运飞船与核心舱重新对接并完成锁紧。早上6时59分，经过约47分钟的跨系统密切协同，空间站机械臂转位货运飞船试验取得圆满成功；这是中国首次利用空间站机械臂操作大型在轨飞行器进行转位试验，初步检验了利用机械臂操作空间站舱段转位的可行性和有效性，验证了空间站舱段转位技术和机械臂大负载操控技术，为后续空间站在轨组装建造积累了经验。

2022年1月8日上午，天舟二号从天和核心舱节点舱前向端口分离，神舟十三号航天员乘组通过手控遥操作方式，圆满完成天舟二号与空间站组合体交会对接试验，初步验证了空间站与来访飞行器手控遥操作系统的功能、性能以及天地间协同工作程序的合理性，为各系统之间的天地配合协同进行了全面验证。

2022年3月27日15时59分，天舟二号货运飞船完成空间站组合体阶段全部既定任务，撤离空间站核心舱组合体；在撤离后，天舟二号充分利用飞船推进剂余量，成功实施了中国货运飞船与空间站2小时快速交会试验，验证了快速交会技术。

再入

2022年3月31日18时40分，天舟二号货运飞船受控再入大气层。飞船绝大部分器件被烧蚀销毁，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

主要任务

天舟二号的主要任务在于为空间站的顺利运营运送必要的物资。它不仅负责携带空间站所需的2吨推进剂，还承担了将航天员在太空生活中所需的各类物品，包括食品、生活用品以及进行科学实验所需的设备，共计160余件货物，安全送达太空的任务。这些货物覆盖了航天员在太空中的生活所需，如“衣、食、住、行”以及工作所需的各种物资，确保了三名航天员在太空中的三个月生活所需，包括舱外航天服和其他平台物资。在航天食品方面，特别注重了中式特色，不仅包括了传统的主副食搭配，还融入了独特的风味，如众所周知的鱼香肉丝、宫爆鸡丁等美食都位列其中。而其中最受关注的，无疑是那两套航天员舱外服，它们是航天员未来进行太空行走等舱外活动的重要装备。完成交会对接，形成组合体以后，航天员会从天和核心舱进到货仓来取放货物，航天活动产生的废弃物也会存放在货运飞船的货物舱里。

技术特点

总体设计

天舟二号采用两舱构型，由货物舱和推进舱组合而成，总长10.6米，最大直径3.35米，最大起飞重量13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。具备全相位自主交会对接能力，可多次完成推进剂在轨补加。

舱体结构

天舟二号采用了两舱结构的设计。其中，货物舱设计成全密封舱，里面主要放的是生活物资、实验仪器等。这些物资和仪器分装成160多个包裹，固定在像蜂巢一样的货格里。其中，还包括两件下一步航天员要使用的舱外航天服，每件重100多公斤。天舟二号还有一个推进舱。推进舱携带3吨推进剂，除了供空间站运行需要，还为中国货运飞船自身提供动力支持。科研团队根据天舟二号货运飞船的圆形舱体结构，一共设计了26种不同尺寸规格、不同形状的货包，像搭积木一样组合放置进蜂窝板形成的一个个货格之中。每个货包都会被类似飞机座椅的安全锁扣稳当固定住，单手就可以取下来。

对接系统

天舟二号的快速交互对接系统已经提前安排好入轨后的动作时序，节省了指令在天地间传达的时间，也免去地面临时注入程序的流程。从发射时刻开始计算起到交会对接，整个过程地面人员不参与，不进行计算仿真，直接完全通过航天器自身的计算机系统进行交会对接。除了能够全自主进行交会对接，天舟二号也装备了手控系统，可以由人“操作”实现交会对接。在货运飞船与空间站交会对接的最后平移靠拢段，手控是重要的控制手段之一，具备支持空间站内航天员进行手控遥操作实现前向或后向的交会对接或撤退撤离的能力。一旦自动交会对接模式故障时，控制系统可以转为手控遥操作模式，空间站上的航天员可以通过“遥操作”，以遥控的方式“驾驶”飞船，实现货运飞船规避空间站或安全、准确地与空间站对接。为保证系统整体可靠性，天舟系列货运飞船的自控与手控系统间通过设计不同的信息接口实现了相互故障隔离，但必要时又可以实现可靠的模式切换。

中国航天科技集团八院上海宇航系统工程研究所设计师对第一代对接机构进行升级改进，创新性地提出了可控阻尼的控制思路，来缓冲大吨位航天器对接过程中产生的撞击能量。在经过500多次仿真分析和300多次地面试验后，设计师充分验证了阻尼器的各项功能和性能指标，使原本8吨的对接能力提升到74吨，乃至180吨，大大提升了大型航天器对接的可靠性和安全性。

能源系统

天舟二号还设计了多个与密封舱隔离的“油箱”，具备“危险品运输资质”。除了运输生活物资、实验设施外，天舟二号还携带了3吨推进剂，交会对接之后，就摇身一变成为空间站的“加油站”。天舟二号货运飞船有自己独立的能源系统，可以实现能源自给自足。靠泊空间站期间，天舟二号和空间站之间可以互相输送补充电能资源——靠泊期间的天舟二号处于休眠状态，自身能源需求小，富余出来的电能就可以输送到空间站，为航天员活动提供保障，同时支撑一些电能消耗较大的科学实验。

货物管理系统

天舟二号货运飞船运送的货物重量近7吨，为防止航天员找不到东西，工作人员研发了智能货物管理系统，航天员用手机扫码就能清晰了解货物情况。该系统对产品信息的库存数量还能做到动态掌控，让空间站货物一分一厘的变化都记录下来，从而确保航天员的工作生活更轻松便捷。同时，这些数据还会同步到地面，地面工作人员同样能了解空间站货物情况。

主要成果

在轨飞行期间，天舟二号先后与天和核心舱进行了4次交会对接，并按计划完成了飞船绕飞、机械臂转位舱段验证、手控遥操作交会对接等多项拓展应用试验，为空间站未来的正常运营奠定了坚实基础。2021年5月发射升空后，天舟二号与天和核心舱交会对接，验证了自主快速交会对接技术。这一技术不仅能缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，也可以保证货物尽快送达空间站。而在神舟十二号载人飞船成功发射并与核心舱对接后，核心舱、中国货运飞船与载人飞船首次形成了三舱结构组合体。在神舟十二号完成任务返回地球后，天舟二号通过全自动绕飞技术，从天和核心舱后端对接口转移到前向对接口，同时验证了多项关键技术，保证了核心舱与神舟十三号对接时的稳定性。2022年1月8日，神舟十三号航天员乘组在地面科技人员的密切协同下，在空间站核心舱内采取手控遥操作方式，完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验，验证了无人来访飞行器自动交会对接的备份手段。此外，在神舟十三号航天员乘组在轨期间，天舟二号还配合机械臂和航天员完成了机械臂转位中国货运飞船等技术的验证，为后续空间站在轨组装建造积累了经验。

媒体评价

天舟二号与核心舱的此次交会对接看似是一小步，却是中华民族向着实现航天强国的梦想又迈出坚实的一大步。往更宏远处看，这也是中国航天人为实现中华民族伟大复兴再立新功，为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体作出的又一重大贡献。天舟二号建功业，航天强国再梦圆。中国航天的每一次升空、每一次飞行、每一次超越，都凝聚着党中央的殷切期望，都凝集着我们国家和民族追求科技进步的澎湃力量。在不断逐梦航天强国的道路上，“两弹一星”精神、载人航天精神、北斗精神和探月精神，将不断指引我们去“击破万里苍穹、目标星辰大海”。（光明网评）