天舟货运飞船

“天舟”货运飞船系列，是中国航天用于给天宫二号空间实验室以及天宫空间站提供补给服务的无人货运飞船载运系统。首艘天舟一号于2017年4月20日从海南文昌航天发射场使用新一代长征七号运载火箭发射升空。从2021年的天舟二号起，天舟飞船每6至12个月发射一艘，迄今已发射10艘，全部成功。

天舟货运飞船承担的任务包括运送航天员的生活物资、科学载荷、飞天舱外服和补加燃料，开展部分空间实验以及释放立方星。除此之外，当飞船再入大气层时还可以销毁空间站产生的垃圾，因此空间站产生的垃圾一般存放于货运飞船。

天舟货运飞船总设计师是白明生。

## 名称

2011年4月25日中国载人航天工程办公室向公众开放征名活动，为未来的中国货运飞船命名。7月8日，中国首位飞天的航天员杨利伟与中国科学院院士、空间技术专家戚发轫座谈中国中央电视台时揭晓入选前十名的名称，它们分别为：“天梭”、“鲲鹏”、“天舟”、“神龙”、“龙舟”、“神骥”、“天马”、“云梯”、“神驹”、“行者”。2013年10月31日，定名“天舟”，由“天宫号”空间站和“神舟号”载人飞船各取一字组成，代号“TZ”，来源于汉语拼音“Tiān Zhōu”。

## 用途

天舟货运飞船旨在补给天宫二号空间实验室以及中国空间站的推进剂、空气、航天员的饮料、食物以及用于维修空间站的更换设备，以延长空间实验室和空间站的运行寿命。货运飞船发射后会与空间实验室或空间站进行自动交会对接。为空间实验室或空间站自动补加推进剂以及空气。饮水、食物、以其他器物设备则需驻空间实验室或空间站的航天员从货运飞船上搬运到站内。同时，货运飞船亦可充当空间站的“垃圾桶”，航天员取出货运飞船升空携带的物品后，可将站内的废弃物品搬运到货运飞船上。货运飞船脱离空间站后，返回地球时废弃物连同货运飞船在大气层中烧毁。这种做法与除了货运龙飞船以外的现有的绝大多数俄、欧、日、美等国的无人货运飞船的做法相同。另外，也提出了将天舟飞船作为短时或者长时停靠的舱段，为空间站提供更多的存储空间的想法。

## 构造

<image>

<image>

<image>

- 天舟飞船的燃料传输系统

<image>

- 天舟飞船的贮箱模块（8贮箱版本）

<image>

- 外部有效载荷挂点（红色）

天舟货运飞船的构造基于天宫一号目标飞行器。天舟货运飞船船长约10.6米，太阳帆板展开后最大宽度14.9米，最大直径约3.35米，发射质量为13吨至14吨，体积和质量均超过天宫一号和天宫二号（约9吨），货物质量为6至7.4吨。天舟货运飞船总体结构由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成。货物舱用于装载货物，而推进舱为整个飞船提供动力与电力。推进舱两侧各有一翼半刚性太阳能帆板三板，供电能力超过8千瓦。天舟飞船在其过渡段上设有五个用于发射立方卫星的弹簧式发射器，每个发射器都由一个保护盖密封。这些发射器通常在发射前装填卫星，并在任务期间择机发射。

天舟飞船依据货物舱类型，分为全密封、半密封半开放、全开放3个型谱，其中全密封型又分为标准型和改进型。标准型可配置4或8个推进剂贮箱，发射质量为13.5吨，货物质量为6.9吨，载货比0.51；改进型只配置4个推进剂贮箱，通过利用减少推进剂贮箱所多出的空间优化设备布置，利用原本非密封的后锥段空间，将密封舱体积从18.1立方米增加至22.5立方米，密封舱的货物运输空间提升20%，运输质量增加0.5吨至7.4吨，发射质量增加至14吨，载货比提升至0.53。改进型天舟飞船给航天员提供支撑的时间进一步加长，补给频率可由一年两艘降为两年三艘，大幅度提升经济效益。

半密封半开放货舱、全开放货舱的型号装有非加压用的货物进出口开放式仓壁，可用于装卸大型试验设备并可以通过空间站的机械臂抓取货物。半密封型谱突出大型舱外设备和试验载荷运输能力，主要执行应急维修任务；全开放型谱实现超大型试验载荷整体运输，支持空间站发展重大科学任务能力。目前还没有使用这两种货舱的天舟飞船执行任务。

天舟一号采用全密封型，天舟二号为全密封标准型，天舟三号、四号、五号为同一批次生产的全密封标准型（密封舱空间不变，三号和四号配置4个、五号配置8个推进剂贮箱），六号到十一号是另一批次生产的全密封改进型。

## 对比

以下对比以全密封改进型天舟为例。天舟的低地轨道上行运载能力为7.4吨，高于俄罗斯联邦航天局研制的进步号M型（2.60吨）、美国轨道科学公司的天鹅座宇宙飞船扩展型（2.70吨）、美国太空探索科技公司的天龙号太空船扩展型和龙飞船2号（3.31吨加压/非加压总和）以及日本宇宙航空研究开发机构已退役的H-II运载飞船（6.00吨加压/非加压总和），但低于欧洲空间局已退役的自动运载飞船（7.67吨）。天舟飞船的载荷比（运载货物的质量与包含货运飞船船体本身的总质量之比）高达53%，是世界最高。

货物种类方面，天舟飞船暂时只进行了运输加压舱货物的任务，尚未展示如H-II运载飞船与天龙号太空船可运送非加压货物的能力（不过有几次天舟任务在舱外携带并释放了立方星）。根据报道，天舟货运飞船的型谱包含半密封半开放货舱、全开放货舱的类型，未来将按需投用。此外，能够运载并补加推进剂至空间站也是天舟的一大亮点，天舟和俄罗斯进步号飞船是唯二具备该能力的现役货运飞船。

就货物尺寸而言，天舟飞船使用宽度为0.8米的圆形中国停泊接口，宽度与美国太空探索科技公司的龙飞船2号、俄罗斯的进步号以及欧洲空间局的自动运载飞船（已退役）相当，窄于天鹅座货运飞船使用的宽0.94米的圆角方形通用停泊机构，以及太空探索科技公司的龙飞船1号（已退役）和日本宇宙航空研究开发机构的HTV货运飞船（已退役）和HTV-X货运飞船使用的宽1.27米的圆角方形通用停泊机构（该舱门宽度可让国际标准机柜通过）。

天舟没有设计返回舱，因此不具备携带载荷返回地球的能力。

## 任务

<image>

天舟货运飞船自2017年首飞，所有的天舟货运飞船都由长征七号运载火箭自海南文昌航天发射场2号发射工位发射。除天舟一号与天宫二号交会对接以外，其他天舟飞船皆为常态化的中国空间站货运补给任务。发射频率则随着飞船产品的改进，逐渐自一年两次过渡至一年一次。历次任务皆获成功。

天舟一号是于2017年从西昌卫星发射中心海南文昌航天发射场使用长征七号运载火箭发射中国新研制的首艘货运飞船。货运飞船的低地轨道运载能力约为6.5吨左右。与天宫二号自动交会对接成功后，为空间实验室补加推进剂。2017年9月22日18时左右，天舟一号在完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后受控离轨，再入大气层烧毁。

天舟二号于2021年5月29日在海南文昌航天发射场使用长征七号运载火箭发射入轨，并于翌日5时01分同天和核心舱对接。此次任务载货约6.8吨，其中包括约3吨为天和核心舱补给的推进剂。

自天舟九号起，天舟飞船采用类似神舟飞船的“发一备一”应急机制，可在3个月内完成应急发射。天舟九号是第一艘担任值班任务的应急天舟飞船。

## 图集

<image>

- 舱内视角

<image>

<image>

<image>

<image>

## 参阅

- 天宫空间站
- 天宫二号
- 神舟飞船
- 中国空间站低成本货物运输系统
- 轻舟货运飞船
- 昊龙货运航天飞机
- 进步号飞船
- 自动运载飞船
- HTV货运飞船
- 龙飞船
- 天鹅座宇宙飞船
- 龙飞船2号
- HTV-X

## 基本资料

- 已建造：10
- 已发射：10
- 运行中：1
- 退役：9
- 失败：0
- 首次发射：2017年4月20日
- 源自：天宫一号
- 前任：神舟飞船
- 航天器类型：货运飞船
- 日语原文：“天舟”货运飞船
- 说明：地面总装测试中的天舟二号货运飞船
- 制造商：中国航天科技集团
- 设计：中国空间技术研究院、总设计师：白明生
- 国家：中华人民共和国
- 营运：中国载人航天工程办公室
- 应用：中国空间站的货物运输
- 状态：现役
- 发射重量：全密封标准型：13500kg、全密封改进型：14000kg
- 载荷能力：全密封标准型：6900kg、全密封改进型：7400kg
- 体积：加压空间：、全密封标准型：40.5m3、载货空间：、全密封标准型：18.1m3、全密封改进型：22.5m3
- 轨道：近地轨道
- 长度：10.6m
- 直径：3.35m
- 曾用主场：14.9m