天舟一號有一項能力世界第一，但是......

在完成了總裝測試等技術區各項工作之後，長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體於昨天（4月 17 日）上午，「乘坐」著活動發射平台駛出總裝測試廠房，垂直轉運至發射區。在完成進一步測試和推進劑加註工作之後，將於20日到24日擇機發射。相信接下來幾天中國將迎來一股新的航天熱，我們今天先來預預熱，聊聊這艘天舟一號。

中國最大的航天器

首先我們要知道的是，此次發射的天舟一號很可能將成為中國送入太空的最大的航天器。天舟一號是我國首艘貨運飛船，它採用兩艙式結構，直徑較小的是推進艙，直徑較大的為貨物艙。

它看上去有點像放大的天宮二號空間實驗室，外觀上的一個明顯不同是天宮二號共有8片（每側有4片）較小的太陽能帆板，而天舟一號共有6片大型的太陽能帆板。天舟一號最大直徑達到3.35米，飛船全長10. 6米，載荷能力達到了6.5噸，滿載貨物時重13.5噸。天宮二號全長10.4米，直徑同為3.35米，質量為8.6噸。而之前發射的神舟飛船的起飛質量更小一些。

能分得清天宮和天舟嗎？大一些的，每側有三塊太陽能帆板的是天舟一號。

如果此次發射滿載的話，它將成為中國發射進入太空的質量最大的航天器，上面說了，它甚至要比天宮二號空間實驗室還大。去年中國首次發射的長征五號運載火箭雖然有更大的運載能力，但是那次發射的是一顆高軌道衛星，所以其質量要比天舟一號小一些。

首次驗證「太空加油」

天舟一號此次任務將與天宮二號空間實驗室完成交會對接，首次實施推進劑在軌補加，突破和掌握推進劑在軌補加等關鍵技術。而且進行推進劑補加不是一次，而是進行3次！

空間實驗室也好，空間站也罷，在393公里近地軌道運行都會由於空氣阻力而減速「掉高度」，如果不能維持高度，其在軌壽命將比較有限。空間站或者空間實驗室的用於軌道維持的火箭發動機適時啟動以保持軌道高度，但是其攜帶的燃料又是有限的。這就為被稱為「太空加油」的在軌推進劑補加技術提出了需求。在天舟一號驗證這項技術之前，掌握推進劑在軌補加技術的只有美俄兩國，而實現在軌加註應用的則只有俄羅斯。此次天舟一號的一個重要使命就是驗證這項技術，這也是中國未來空間站的關鍵技術之一。為此，先期發射入軌的天宮二號安裝了一套全新的補加系統，其補加原理類似於油管與油槍的對接，不過其精度和密封性要求非常之高。而且為了充分驗證其可靠性，這次將進行三次推進劑在軌補加。

當然，美國、歐洲不進行推進劑在軌補加是有原因的，他們選擇了另外一種方式，就是利用貨運飛船的發動機直接用於維持空間站的高度。當貨運飛船與空間站對接後，利用自身發動機「燒掉」多餘的燃料抬高空間站軌道。不過這種軌道維持方式對於飛船的位置、對介面受力要求較高，另外這種方式也不夠靈活，但是其安全性應該比「太空加油」高一些。

現役運載能力最強貨船

天舟一號不僅將成為中國最大航天器，還可能成為世界上現役運載能力最強的貨船。

我們看看國外貨運飛船的情況。在20世紀70年代，蘇聯和美國開始發展體積大、壽命長、用途廣的空間站。剛開始時，兩國都是用人貨混裝的載人飛船為空間站提供少量補給，每艘載人飛船一次只能為空間站運去幾百千克的物資，無法滿足需求。蘇聯率先在「聯盟」號載人飛船的基礎上研製了「進步」號貨運飛船，其改進型一直使用至今。其貨艙容積為6.6立方米，運載能力為2.6噸，並可進行在軌推進劑補加服務。美國目前最先進的「龍」飛船長5.9米，最大直徑3.6米，自重只有4.2噸，其運送載荷最大質量6噸，返回載荷最大質量3噸，它也是所有貨運飛船中唯一可以運回物品的。美國的「天鵝座」和日本的HTV貨運飛船運載能力分別為2.7噸和6噸。因此，天舟一號在現役貨運飛船中運載能力是最大的。當然，千萬別忘了定語「現役」。因為在此之前，歐洲的「自動轉移飛行器」就達到了7噸的運載能力，該飛船全長10米，最大直徑為4.5米，質量約10噸，運貨能力可達7噸，是迄今運載能力最大的貨運飛船，從2008年起到2014年共發射了5個，但是目前已經停止建造。

需要注意的是，貨船的研製難度不大，不需要複雜的環境控制系統，運載能力也不是唯一的性能指標。因此不能簡單認為天舟一號的技術是世界第一。

那麼大的肚子，裡面會裝什麼？

還要獨立飛行3個月

另外一個頗有意思的事實是，據媒體公開報道，天舟一號與天宮二號對接後的組合體將飛行約2個月，這之後天舟一號還要獨立飛行3個月。而一般貨運飛船離開空間站或者空間實驗室之後基本上會在很短時間內就重返大氣層了。其實天舟一號飛船的此次任務除了加油以外，也沒什麼生活、工作用品以及零備件可送。

與天宮二號分離後，它還要獨自飛行3個月......

而那個比天宮二號還大的貨艙就會這樣閑置嗎？在作者看來，那麼會過日子的中國航天不會那麼敗家，肯定會放滿了各種實驗器材和實驗裝置，開展一系列的在軌科學實驗的。作者也敢大膽預測，一些不懷好意的國外媒體肯定會指責這個純粹用於科學實驗的天舟一號有軍事用途的……

張亦馳，《未來空天》公眾號合作作者，《環球時報》、《南方周末》及各大軍刊、網站軍事專欄特約撰稿人，本文首發於作者個人微信公眾號《看空天》（微信ID：kankongtian）。

《未來空天》公眾號

小編微信號 : spaceFA

郵箱：FutureAerospace@163.com