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天舟七号
,创建页面，内容为“ '''天舟七号'''（英文：Tianzhou-7 ），是中国航天天舟系列货运飞船第七艘<ref>[https://www.sohu.com/a/827675554_121956422 天舟七号完…”
'''天舟七号'''（英文：Tianzhou-7 ），是中国航天天舟系列货运飞船第七艘<ref>[https://www.sohu.com/a/827675554_121956422 天舟七号完成使命，揭秘中国航天的辉煌成就 ]，搜狐，2024-11-18 </ref>。
天舟七号货运飞船与天舟六号是中国同一批次研发制造的飞船<ref>[https://www.sohu.com/a/674877206_349022 天舟六号成功对接空间站 ]，搜狐，2023-05-12 </ref>，其长度为10.6米、总重13.5吨。整体由两部分构成，下部为推进舱，上部为货物舱，载货量达7.4吨。天舟七号为改进型全密封货运飞船，是世界现役货物运输能力最大、货运效率最高、在轨支持能力最全的货运飞船。
北京时间2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟七号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后飞船太阳能帆板顺利展开，发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年1月18日1时46分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟七号转入组合体飞行段。[19-20]11月10日16时30分，天舟七号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。11月17日晚，天舟七号货运飞船受控再入大气层。
==研制历程==
===历史背景===
====他国飞船====
空间货运飞船，是世界各航天国家都研制运用的航天器。进入21世纪，世界上已有的空间货运飞船有俄罗斯进步号飞船，最早是为礼炮-6号空间站运输物资的，由可以载人的联盟飞船改造而成，继承了其三舱式的结构。进步号货物舱和补加舱一次可运输约2.3~2.5吨货物。美国则在航天飞机退役多年后才有了SpaceX公司龙（Dragon）飞船，该飞船两个舱段组成，位于飞船前方的锥形加压舱用来运输一般的补给品，位于飞船尾部的非加压舱，用来运输安装在空间站外部、不需要运进空间站加压环境内的货物。能力更强一些[32]。其他货运飞船有欧洲的自动转移飞行器（Automated Transfer Vehicle，ATV）、日本的轨道转移飞行器（H-II Transfer Vehicle，HTV，有密封和半开放两种型谱）、美国的“天鹅座”（Cygnus）货运飞船等。
===中国飞船===
在中国空间站工程建设阶段，中国需要研制、发射由多个舱段构成的空间站和为之提供发射运输服务的运载火箭、载人飞船、货运飞船，以及建造相应的地面支持系统，建成完整配套的空间站工程大系统。空间站建造完成后，进入运营和管理阶段。该阶段的主要任务是：开展长期、持续的载人航天活动和空间科学研究、空间应用、技术试验等活动，充分发挥空间站应用效益；根据空间科学研究、空间应用和国际合作的需要，进行空间站扩展和载荷更换；对空间站进行维护维修和评估，延长使用寿命。
中国在2010年前后，开展了货运飞船技术论证，对中国国外几种成功的货运飞船的总体设计进行深入分析，从中吸取经验，参考借鉴。
天舟货运飞船是中国载人空间站工程的重要组成部分，在充分继承天宫一号目标飞行器和载人飞船技术的基础上研制，主要任务是为空间站（空间实验室）补加推进剂和运输货物，并将空间站废弃物带回大气层烧毁。天舟货运飞船采用型谱化方案，设计了全密封货物舱、半密封货物舱、全开放货物舱和推进舱四个模块，形成全密封、半密封和全开放货运飞船3种型谱，满足空间站不同货物运输需求。
2022年，中国空间站已全面建成，中国载人航天工程“三步走”发展战略已从构想成为现实。空间站组合体在轨稳定运行，天舟货运飞船任务进入正常飞行阶段。
===研制进程===
2023年12月21日，执行天舟七号发射任务的长征七号遥八运载火箭已完成出厂前所有研制工作，安全运抵文昌航天发射场。准备发射场区总装和测试工作。
2024年1月，天舟七号货运飞船和执行发射任务的长征七号遥八运载火箭已运抵文昌航天发射场，发射场科技人员正在全力备战。1月12日，“南京号”暨中国青少年科普卫星（八一08星）出征仪式在南京机电职业技术学院举行。“南京号”八一08星将搭乘天舟七号货运飞船，择机发射升空并在轨释放。据中国载人航天工程办公室消息，1月15日，天舟七号货运飞船与长征七号遥八运载火箭组合体在垂直转运中，天舟七号货运飞船与长征七号遥八运载火箭组合体垂直转运至发射区。文昌航天发射场设施设备状态良好，后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作，计划于近日择机实施发射。1月16日，天舟七号货运飞船长征七号遥八运载火箭组合体已垂直转运至文昌航天发射场发射区，计划于近日择机实施发射。1月17日，据中国载人航天工程办公室消息，长征七号遥八运载火箭已完成推进剂加注，瞄准北京时间2024年1月17日22时27分，在中国文昌航天发射场发射天舟七号货运飞船。
==系统组成==
===飞船系统===
====总体构型====
中国进入空间站应用与发展阶段，货运飞船系统将全密封货运飞船拓展为标准型（8个贮箱）和改进型（4个贮箱）两种状态，根据空间站补加推进剂上行需求选用。
天舟六号开始的新批次货运飞船为改进型全密封4个贮箱状态，以天舟五号为基线进行了改进，将原非密封的后锥段更改为密封舱，以扩大密封舱装载空间，提高密封舱货物上行能力；取消了一层贮箱，原后锥段舱内设备调整至推进舱。改进后，整船物资装载能力提高至7.4吨，上行载货比提高至0.53。货物舱密封舱装载空间增加了4.4立方米，装载能力增加了1.2吨。与空间站对接后，人可以直接进入后锥段密封舱，航天员取货更加方便。
===运力提升===
从“天舟六号”开始，“天舟”系列飞船进入新的组批生产阶段，安排研制生产了“天舟六号”至“天舟十一号”6艘飞船。该阶段，“天舟”飞船进行了系统升级，对货物舱进行了较大改进，大幅度增强密封舱的货物运输能力，给航天员提供的物资将可以支撑更长的时间。相较于此前批次，新批次飞船对密封舱的容积进行加大，运力提高了约500千克，将由此前“天舟五号”的6.9吨提升至约7.4吨。基于运力的提升，空间站任务“天舟”货运飞船发射密度相应由此前的2次/1年调整为3次/2年。
天舟七号货运飞船与天舟六号是同一批次研发制造的飞船，其长度为10.6米、总重13.5吨。整体由两部分构成，下部为推进舱，上部为货物舱，载货量达7.4吨，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。原来的货物舱还有一部分非密封的舱段，该批次已经把非密封段的设备转移到了推进舱，使密封舱内的运输的空间就有很大提升[30]。天舟七号货运能力再次提升，装载空间增加了约24%，装载重量提高了约22%，实现3小时高速对接，说明中国航天的自主定轨技术精度更高，姿态轨道控制精度更高，综合制导技术水平更高，飞控流程更加优化。
===飞控系统===
天舟七号飞船采用3小时交会对接是我国在轨验证的新的交会对接模式，是飞船制导导航与控制（GNC）系统能力的进一步释放。由航天科技集团五院502所研制的GNC系统，是飞船的核心分系统之一，是驾驶飞船遨游太空使命必达的“舵手”。该系统负责了从飞船与火箭分离，到与空间站的交会对接，再到飞船从空间站的撤离和受控再入大气层的全过程，以及飞船独自飞行过程中的姿态与轨道控制、帆板控制等动作。
===火箭系统===
天舟七号飞船采用长征七号运载火箭发射升空。长征七号运载火箭是中国首个全三维设计、制造液体运载火箭。研制过程中，由于设计、工艺和生产准备的工作量巨大，火箭初试样设计阶段采用三维并行协同研制IPD技术，实现设计手段及研制管理的创新，实现全三维结构设计与制造。长征七号运载火箭的研制历时8年。作为中国第一枚数字化火箭，也是首枚在海南文昌航天发射场发射的火箭，长征七号运载火箭在新一代运载火箭的创新之路上跨出了一大步，肩负了技术进步的历史重任。长征七号是中国载人航天工程为满足中国空间站工程发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭，其前身是长征二号F运载火箭，综合利用了长征二号的成熟技术与长征五号的新技术，具有更强的环境适应性和可靠性。该火箭芯一级和助推级使用的YF-100液氧煤油发动机是长征五号同款，不仅具有更强的安全性，运载能力也大大提升。
长征七号遥八运载火箭执行天舟七号发射任务，该火箭采用液氧煤油发动机，有更高的运载能力和更好的环保性能，被称为中国航天的“新翅膀”。火箭全长53米，采用“二级半”构型，芯一级、芯二级直径3.35米，4个助推器直径2.25米，采用液氧、煤油等无毒无污染燃料作为推进剂，火箭起飞质量约597吨，起飞推力727吨[37]。近地轨道（LEO）运载能力约为13.5吨，700千米太阳同步轨道运载能力约5.5吨。
长征七号运载火箭2016年搭载远征一号甲上面级首飞成功，将7个有效载荷送入预定轨道；长征七号运载火箭的主要用途是向空间站运输各类物资，其中既包括航天员在太空生存的生活物资，比如饮用水、太空食品、舱外航天服等；也包括空间站运行维护所需物资，比如太阳能电池翼、设备备件等；还可以向空间站实施推进剂在轨补加，为空间站补充推进剂。所以长征七号运载火箭也有空间站“货运专列”的称号。
长征七号运载火箭通过迭代制导控制，二子级火箭将能根据实际情况随时修正航向，将天舟货运飞船送到设定位置。长征七号遥八运载火箭该次任务可靠性提高为0.9871，是中国高可靠运载火箭之一。火箭各系统综合性能不断提升，测发周期也由早期的38天缩短到目前的25天，发射场工作流程进一步优化。
==飞行历程==
===发射对接===
北京时间2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟七号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后飞船太阳能帆板顺利展开，发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置等物资，并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。这次任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第4次发射任务，是工程立项实施以来的第31次发射任务，也是长征系列运载火箭的第507次飞行。
===在轨运行===
天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年1月18日01时46分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟七号将转入组合体飞行段。
2024年11月10日16时30分，天舟七号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。16时30分，天舟七号货运飞船从中国空间站天和核心舱后向对接口撤离。
2024年11月11日，据中国载人航天工程办公室消息，北京时间11月10日16时30分，天舟七号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段，将于近期择机受控再入大气层。11月17日晚，天舟七号货运飞船受控再入大气层。
==任务载荷==
===搭载物资===
天舟七号货运飞船主要任务为空间站补给物资，支持在轨科学实验。同时将承担整个组合体的姿态和轨道控制工作，并为废弃物的下行销毁提供支持。天舟七号装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置等物资，并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。天舟七号运送的物资种类主要包括航天员的生活物资、环控生保物资等，该次所携带的水果比上次多了30千克，此外还搭载了多项载荷，用于开展科学实验和验证。空间站在太空中飞行需要调整飞行姿态会消耗燃料。所以天舟七号除了给航天员运送物资之外，还要给空间站补加推进剂。该次天舟七号携带1750千克的推进剂，其中700千克用于补加给空间站。
===试验物品===
天舟七号任务上行16个标准货包、1套细胞上行生保支持装置、1套4℃上行微流控芯片，共计上行产品61件。物资上行后将转运至空间站，陆续在实验设施内开展空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等共计33项科学实验，实验物资承研涉及院内外18家单位。
在空间生命科学与生物技术领域，将利用问天舱生物技术实验柜开展微重力环境下Cx43和S1P信号途径对骨组织细胞的调节作用和机制研究、空间微重力条件影响人骨细胞定向分化的分子靶点及其表观遗传学特征研究两项科学实验；利用梦天舱空间辐射生物学暴露实验装置开展空间暴露环境下生命分子的光化学行为研究、极端环境微生物对空间暴露环境的耐受性及其机制研究两项科学实验；利用问天舱生命生态实验柜及梦天舱空间辐射生物学暴露实验装置开展厌氧古菌空间辐射损伤与适应性研究。
在微重力流体物理与燃烧科学领域，将利用问天舱变重力科学实验柜开展变重力推进剂流体输运与稳定性研究；在空间材料科学领域，将利用天和舱无容器材料实验柜开展高性能铁基磁致伸缩合金材料的物理机制研究等科学实验。
天舟七号货运飞船，共向中国空间站送去61件应用物资，总重约473千克，包括空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等33项科学实验，将支持空间站在轨实验持续滚动开展。其中的细胞上行生保装置约1个半微波炉大小，配置了两个抽屉，分别装有5个标准单元，每个单元上是两个培养细胞的细胞室，装置和单元可根据细胞对生存环境的“个性化”需求，调节温度、二氧化碳浓度和营养供给等条件，为细胞提供舒适的“旅途”环境。其中一组实验样品是骨髓间充质干细胞，用于研究太空骨质疏松现象。研究方期望找出骨髓间充质干细胞在太空微重力环境中会发生哪些生物信号的改变，找到干预靶点，从而研制针对这些靶点的药物或干预手段。其对航天员的骨质疏松与地面老年人的骨质变化具有相似性。研究人在太空中的骨质变化不仅对保障航天员的在轨健康有重要意义，对地面老年人的骨质疏松预防和治疗也有重要参考价值。
天舟七号还装有中国科学院上海硅酸盐研究所研制的10种涂层与材料，曾成功应用于天舟七号货运飞船和长征七号运载火箭，研制的2套高温材料样品货包、4个高温实验样品返回袋、2个无容器样品下行包装袋及一套视窗盖镜片组件。
==参考文献==
[[Category:320 天文學總論]]