天舟八号

中国航天天舟系列第八艘货运飞船

天舟八号(英文:Tianzhou 8),是 天舟系列货运飞船 的第八次飞行任务,于2024年11月15日23时13分在海南文昌航天发射场点火发射。天舟八号货运飞船是自 天舟六号货运飞船 起的新一批次六艘飞船中的第三艘。

天舟货运飞船负责为 空间站 (或空间实验室)运输补给物资和载荷、补加 推进剂 、在轨存储和下行废弃物资,任务结束后受控陨落于预定区域。 天舟八号 中国货运飞船 总长度约为10.6米,总重量达到13.5吨。天舟八号货运飞船主要任务是为 神舟十九号 运送物资;同时,“月壤砖”搭乘天舟八号 货运飞船 前往 中国空间站 ,到太空中进行暴露实验。

2023年11月19日,中国载人航天工程办公室发布天舟八号飞行任务标识。 2024年11月13日,天舟八号货运飞船与 长征七号遥九运载火箭 组合体已垂直转运至发射区。 11月15日23时13分,搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,发射任务取得圆满成功。 11月16日2时32分,在发射约3小时后,天舟八号货运飞船成功对接于 空间站 天和核心舱后向端口。对接完成后,天舟八号会转入组合体飞行段。 2025年7月8日,天舟八号 货运飞船 顺利撤离 空间站 组合体,转入独立飞行阶段。 7月9日6时42分,天舟八号受控再入大气层。

历史背景

他国飞船

1978年1月20日,人类第一艘货运飞船——进步1号呼啸升空。两天后,进步1号与礼炮6号空间站对接,为航天员尤里罗曼年科和格奥尔基格列奇科送去了1.3吨生活物资和仪器设备,还为空间站带去了1吨重的 推进剂 和 氧气 。进步号既能为 空间站 运输补给货物,又能补充燃料,它的出现帮助 苏联 不断延长人类的太空驻留时间。同时,进步号能为空间站送去维修所需部件和新仪器设备,不但让仪器延寿,还能灵活安排新的试验,使空间站效能倍增。 “进步”号货运飞船是 国际空间站 补给工作的主力军。2020年,“进步MS-14” 中国货运飞船 发射成功,仅用3小时20分钟成功交会对接国际空间站。

ATV可以与国际空间站星辰号 俄罗斯 舱段对接,为空间站运输约8吨货物及 推进剂 ,货运能力达到进步号的3倍多,每次发射都可以保证空间站运行很长时间。从2008年到2014年,欧空局的自动转运飞行器ATV一共执行了5次任务,此后不再使用。从2009年9月到2016年12月,日本的HTV货运飞船成功完成了6次空间站补给任务。该飞船还将发展出成本更低的HTV-X型号,进一步提高效费比。

第一代 龙飞船 于2004年开始研发,研发之初便考虑了之后需要扩展的载人功能。2008年 SpaceX 获得了 美国航空航天局 的第一个价值16亿的商业补给计划(CRS-1)合同,为 国际空间站 运送货物。当年和SpaceX一起拿到合同的还有 轨道科学公司 的“ 天鹅座 ” 货运飞船 。从2010年12月8日第一艘龙飞船(C101)首次轨道试飞,到第一代绝版龙飞船(C112.3)谢幕,十年间共发射22次,20次成功入轨、1次试飞,1次失败。2015年6月28日,猎鹰9号火箭发射失败,幸运的是编号C109的 龙飞船 在爆炸中幸存下来,安全海上溅落并回收。 2018年,“龙2” 载人飞船 启动,开始全自动对接 国际空间站 ,并为 美国航空航天局 运送宇航员。

中国飞船

中国货运飞船 是中国载人航天工程“三步走”战略中载人 空间站 工程的重要组成部分,于2011年立项,由 中国航天科技集团 五院载人航天总体部负责抓总研制。2013年, 货运飞船 被正式命名为“ 天舟一号货运飞船 ”。

2017年4月20日,中国首艘货运飞船天舟一号在文昌航天发射场发射升空,验证了货物运输和 推进剂 在轨补加等多项关键技术,为我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步空间站研制建设奠定了坚实基础。 天舟二号货运飞船 是 中国空间站 关键技术验证阶段发射的首艘 中国货运飞船 ,于2021年5月29日发射入轨。2021年9月20日, 天舟三号货运飞船 发射入轨,为 空间站 送去航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分科学实验载荷和推进剂等约6吨物资。2022年5月10日升空入轨的 天舟一号货运飞船 四号装载了200余件(套)货物、试验载荷,携带补加 推进剂 约750 千克 ,上行物资总重约6吨。同年11月12日, 天舟五号货运飞船 装载了约6.7吨物资,包括食品、医药物品、卫生清洁用品等货包,空间站 关键设备 的备份件、维修件,空间应用系统的实验载荷,以及约1.4吨的补加推进剂,顺利送货到位。

2023年5月10日, 天舟六号货运飞船 在文昌航天发射场发射入轨,装载了6名航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资。 次年1月17日22时27分,搭载 天舟七号 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。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”。

任务历程

2024年,中国载人航天工程规划了2次载人飞行任务和2次 货运飞船 补给任务,天舟七号货运飞船补给任务已于1月圆满完成。

2024年9月1日晚8点,大型公益节目2024年《 开学第一课 》在中央广播电视总台 中央电视台综合频道 、 央视新闻 客户端等平台播出。不久后,月壤砖将搭乘天舟八号前往 中国空间站 ,在太空中完成暴露试验。

2024年10月29日, 空间站 应用与发展阶段飞行任务总指挥部发布, 神舟十九号 载人飞船 在轨驻留期间,神舟十九号航天员乘组将迎来天舟八号货运飞船和 神舟二十号 载人飞船的来访。 发言人介绍,超强台风“ 摩羯座 ”对文昌发射场有关厂房设备、建设现场和生活设施造成了一定程度的破坏,根据实际情况,总指挥部决策对天舟八号任务计划进行适当调整。

2024年11月13日,天舟八号货运飞船在 海南省 文昌市 与 长征七号遥九运载火箭 组合体垂直转运至发射区。后续会按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。

2024年11月15日, 中国载人航天工程办公室 表示,长征七号遥九运载火箭已完成 推进剂 加注,瞄准11月15日23时13分,在 中国文昌航天发射场 发射天舟八号货运飞船。 同日23时13分,搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射。天舟八号 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,并顺利完成状态设置,发射取得圆满成功。 11月16日2时32分,在发射约3小时后,天舟八号货运飞船成功对接于 空间站 天和核心舱后向端口,整个过程飞船制导导航与控制(GNC)系统运行稳定。交会对接完成后,天舟八号将转入组合体飞行段。这是中国继 天舟七号 后实施的第二次3小时交会对接任务,也是3小时交会对接模式“升级”为 货运飞船 标准交会对接模式以来的 首都航空 。 后续, 神舟十九号 航天员乘组会进入天舟八号 货运飞船 ,按计划开展货物转运等相关工作。

2025年7月8日15时09分,天舟八号货运飞船顺利撤离 空间站 组合体,转入独立飞行阶段。 7月9日6时42分,天舟八号受控再入大气层。

飞行任务

天舟系列货运飞船 负责为 空间站 (或空间实验室)运输补给物资和载荷、补加 推进剂 、在轨存储和下行废弃物资,任务结束后受控陨落于预定区域。 天舟八号升空后对接于核心舱后向端口,主要用于上行航天员驻留物资、舱外服等出舱消耗物资,保障平台安全运行的维修备件和 推进剂 、应用任务各类载荷和样品,下行在轨废弃物。

天舟八号货运飞船装载的补给物资主要用来保障 神舟十九号 、二十号两批航天员乘组在轨生活和工作的需要。天舟八号将首次搭载由中国科学家模拟月壤成分烧制而成的“月壤砖”。航天员将在 空间站 开展太空暴露实验,验证“月壤砖”能否胜任未来在月球上盖房子的任务。专家介绍,“月壤砖”的太空之旅将验证三大关键性能,包括力学性能、热学性能的变化,以及宇宙辐射作用对“月壤砖”的影响。 此外,在天舟八号货运飞船搭载的科学实验物资中,有一种非常特殊的生物—— 果蝇 。这是继 斑马鱼 之后, 中国空间站 迎来的又一位“新客人”,也会是中国首次展开空间亚磁-微重力复合环境科学实验。

有36项空间科学实验项目随天舟八号 货运飞船 上行空间站,总重量约458公斤,承研单位包括30个研究所、大学及公司。在这些实验项目中,有7项生命科学项目需在发射场进行 样品制备 及临射安装,包括果蝇、哺乳动物胚胎、人多能 干细胞 、肺细胞、生物大分子等24项生物实验样品,是 空间站 历次任务中临射项目最多的一次。

结构组成

货运飞船

天舟八号 中国货运飞船 总长度约为10.6米,总重量达到13.5吨,这意味着它可以携带更多的物资和设备进入空间站, 可携带7.4吨物资。是目前世界上运力最强、载货比最高、在轨支持能力最全面的货运飞船。

天舟八号货运飞船是空间站应用与发展工程阶段组批生产的第3艘货运飞船,为4贮箱改进型全密封状态,携带了可支持在轨9个月的系统乘员生活物资、乘员设备及医监用品、出舱保障物资等,空间站系统平台消耗品、维修备件及工具等以及空间应用系统、航天医学实验领域、航天技术试验领域、特殊技术试验领域实验样品和设备设施等物资,搭载4项试验载荷。除保障 神舟十九号 和二十号两批航天员乘组在轨运行的必需物品外,还有 春节 、端午、 中秋节 等节日礼包和为航天员准备的个性化生日礼包。飞船要运送很多“精密构件”:飞船舱体密封件、为飞船密封舱内的测温及测力元件提供了铂电阻温度传感器、 测力传感器 ;为 长征 七号火箭 液态氧 / 煤油 发动机 提供了关键构件C/C密封环;其还搭载了 吸附 药盘及“太空卫生间”组件,以及为问天号实验舱提供的6组电机组件。

天舟八号搭载的上行物资总重约6吨,装载了航天员系统、 空间站 系统,以及空间应用任务领域和 中国货运飞船 系统共计247件货物。作为改进型 货运飞船 ,此前发射的天舟六号、 天舟七号 比更早之前的天舟飞船增加了24%的装载空间;在此基础上,天舟八号又增加了200多升的装载空间、100多 千克 的载货量。天舟八号搭载的空间应用系统物资总重量约458公斤,涵盖实验载荷、实验单元及样品、实验耗材、备品备件等在轨实验保障物资及共用支持类应用物资。

运载火箭

CZ-7运载火箭是中国新一代无毒低污染的中型运载火箭,采用捆绑四枚助推器的两级构型。火箭全长53.1米,起飞质量597吨,使用 液氧煤油发动机 , 近地轨道 运载能力13.5吨。CZ-7运载火箭承担 空间站 工程期间 中国货运飞船 发射任务。

技术优化

临射货物装载能力提升

为了不断提升航天员在轨生活品质,使航天员能够吃上更多新鲜的果蔬,进一步拓展低温试验样品装载能力,丰富航天员在轨科学试验项目,天舟八号 货运飞船 团队巧妙设计了转移导轨,低温锁柜安装临射货物后“辗转腾挪”,侧操作口安装临射货物后具有更大的操作空间。该项改进使临射货物装载能力增加了102 千克 /268升。

具备每天均可发射的能力

天舟一号货运飞船 团队通过升级GNC控制器软件、优化飞行程序设计、精细能量平衡分析等手段,解除了发射窗口对 太阳 入射角 的约束要求,实现不同发射窗口和交会对接模式下,能源系统设计满足任务要求,进一步提高了发射和飞控任务实施灵活性,具备每天均可发射的能力,真正实现“想什么时候发射就什么时候发射”。

姿轨控资源对 空间站 全开放

优化姿轨控 发动机 使用模式,使空间站的控制系统可直接调配 货运飞船 发动机进行组合体姿轨控。这一设计,可使 天舟一号货运飞船 更好地融入空间站组合体,成为其有机整体的一部分,姿轨控资源的使用效能得到最大化发挥,有效提升了空间站组合体统一管理的能力。

搭载更多更丰富的空间载荷

天舟系列货运飞船 不仅完成为空间站运送货物和补给 推进剂 的既定使命,在此次任务中,天舟八号货运飞船持续深化空间科学研究平台作用,搭载了多项新型试验载荷,为新技术的推广应用和空间科学技术发展作出重要支撑。

标识文化

征集历程

2023年8月31日, 中国载人航天工程办公室 向社会公开征集天舟八号飞行任务标识设计方案。 10月28日,天舟八号飞行任务标识候选方案网络投票开启,截至11月5日。

2023年11月19日, 中国载人航天工程办公室 发布2024年天舟八号飞行任务标识。

标识说明

天舟八号飞行任务标识中, 宇宙 空间星光闪耀,照亮航天事业的漫漫征程,引领航天事业的蓬勃发展。标识将数字“8”与 天舟一号货运飞船 飞船尾焰相结合,线条简约突出主题。红、黄、蓝三色尾焰同时也展现了中国航天人无限的能量,也寓意了中国航天事业的包容性,以及为了促进世界航天事业的多样性及 和谐发展 做出的努力。以中国蓝作为标识的主色调,不同蓝色凸显宇宙空间的广阔与神秘,辅以明亮色彩展示航天事业活力无限,能量满满。

参考资料

  1. 航天科普|2024年中国航天10大任务 澎湃新闻 2024-11-14
  2. 天舟八号货运飞船发射任务取得圆满成功 中国政府网 2024-11-16
  3. 天舟六号货运飞船开始总装货物运输能力将大幅提升 新浪财经 2023-11-19
  4. 2024年度载人航天飞行任务标识征集进行时,你参与了吗? 中国载人航天工程 2023-11-19
  5. 2024年度载人航天飞行任务标识正式发布 新闻联播 2023-11-19
  6. 我国明年将发射2艘神舟飞船和2艘天舟飞船 飞行任务标识征集活动启动 新华网 2023-11-19
  7. (图表·海报)天舟八号货运飞船发射任务取得圆满成功 新华社-百家号 2024-11-16
  8. 货运飞船系统 中国载人航天工程官网 2024-11-14
  9. 月壤砖将乘天舟八号前往中国空间站 人民日报客户端 2024-11-14
  10. 天舟八号船箭组合体转运至发射区 将于近日择机发射 中国新闻网-今日头条 2024-11-13
  11. 独家视频丨天舟八号货运飞船点火发射 央视新闻客户端 2024-11-15
  12. 天舟八号货运飞船发射任务取得圆满成功 今日头条-封面新闻 2024-11-15
  13. 顺利交会对接,天舟八号“送货”成功 新京报-百家号 2024-11-16
  14. 天舟八号货运飞船顺利撤离空间站组合体 将于近期择机受控再入大气层 新华社-今日头条 2025-07-08
  15. 天舟八号货运飞船已受控再入大气层 中国政府网 2025-07-09
  16. 货运飞船40年发展史:有哪些“快递员”给太空送过货 人民网 2024-11-30
  17. 盘点世界货运飞船 光明网-百家号 2024-11-30
  18. SpaceX龙飞船进化之路 中国数字科技馆 2024-11-30
  19. 龙飞船:有梦想的星际快递小哥 光明网 2024-11-30
  20. 天舟首飞|关于中国首艘货运飞船,这“五大”亮点必须知道 澎湃新闻 2024-11-30
  21. 从“一”到“六”,天舟逐步进化 新京报网 2024-11-30
  22. 天舟六号货运飞船已受控再入大气层 新华社-百家号 2024-11-30
  23. 天舟七号货运飞船发射任务取得圆满成功 央视新闻 2024-11-30
  24. 2024年中国航天,两大任务提前“剧透”→ 光明网-今日头条 2024-11-14
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  38. 长征七号运载火箭系统 中国载人航天工程 2024-11-30
  39. 中国载人航天工程办公室向社会公开征集载人航天飞行任务标识 央视新闻客户端 2024-11-14
  40. 2024年度载人航天飞行任务标识投票通道开启 京报网-今日头条 2024-11-14
  41. 来了!2024年度载人航天飞行任务标识正式发布 央视新闻客户端 2024-11-14