货运飞船

货运飞船，或货运航天器，是一种设计仅用于运送物资、无法单独载人飞行的航天器。货运飞船通常为一次性使用，但也有可重复使用设计。作为空间站的配套航天器，货运飞船的主要任务是为宇航员运送补给食品、货物、燃料和仪器设备等运营必需品，并在离开再入时销毁存放的垃圾（一次性飞船）或将货物返回地面（可重复使用飞船）。

目前现役的货运飞船型号有：俄罗斯的进步号太空船、中国的天舟货运飞船、SpaceX的货运版龙飞船2号、诺格创新系统的XL型天鹅座货运飞船以及日本的HTV-X货运飞船。

## 功能

货运飞船的主要任务是向空间站定期补给食品、货物、燃料和仪器设备等维持空间站运营的必需品，并以此为基础设计和建造；货运飞船的结构基本分为货舱与推进舱：大多数货运飞船都具有加压货舱，其中可以运送各种空间站内部使用的物资及小尺寸货物（如果是能够返回地球的货运飞船，也可放置返回物资），宇航员可以通过舱门进入；有的飞船还具有非加压货舱，用于运送在真空中使用的部件，它们可能是大尺寸货物，如太阳能板、科学仪器等；少数飞船具备可为空间站加注的推进剂贮箱；推进舱也是非加压舱段，装有发动机、姿态控制系统、太阳能板等部件，负责飞船的运行；货运飞船还装有交会对接设备，以便主动或被动（由空间站机械臂捕获）与空间站交会对接。视任务不同，货运飞船的构型也可变化：以天舟飞船为例，其货舱可按任务需要而设置为全密封、半密封和全开放构型。

除运送货物之外，货运飞船亦存在许多其他用途，诸如空间站轨道的维持以及燃料加注：由于现有的大部分空间站均运行在近地轨道而会受到残存的大气阻力影响并逐渐降低轨道高度，故需在其运行高度降低到一定程度前进行轨道抬升，而携带较多燃料的货运飞船便可在空间站的轨道维持方面能发挥重要作用。通常来说，货运飞船既可以直接使用其自带的推进系统来为空间站抬升高度，也可在轨进行燃料补加（如进步号和天舟号）。

目前大部分货运飞船属于一次性航天器，会在其任务末期脱离空间站并携带一系列空间站产生的废品再入大气层烧毁，在某种意义上承担着空间站“垃圾桶”的作用。然而现在也有诸如龙飞船和龙飞船2号等能够返回地面的可重复使用航天器，能像载人航天器一样提供空间站货物以及实验物资的下行运输能力。

## 货物类型

- Experimentation Equipment
- Phase Change Heat Exchanger
- Heat exchangers are devices used to maintain critical temperatures inside spacecraft. Heat exchangers may remedy the problem of not being able to regulate temperature in space because it has no atmosphere. The phase change heat exchanger has two modes of operation. In the first mode, which uses a freeze cycle, heat exchange fluid is given to the upper flow passageway, which freezes the phase change material at the top. The liquid phase change material at the top is then displaced by the newly-formed phase change material falling to the bottom. In the second mode, which uses a melt cycle, heat exchange fluid is given to the lower passageway to melt the phase change material at the bottom, causing the newly-formed liquid phase change material to be displaced towards the top.

<image>

- Nanotube Solar Cell
- A nanotube solar cell is a solar cell designed by the aerospace company Nanoracks that absorbs sunlight more efficiently than traditional solar cells. The Nanotube Solar Cell is three-dimensional, which allows it to have access to the Sun's light in space at every angle while being stationary itself. It is composed of 3-D, carbon nanotube-based photovoltaic devices and copper-zinc-tin-sulfide photo absorbers. They can be implemented into a space station's solar panels to allow for higher power production and usage efficiency. The efficiency of Nanotube Solar Cells also allow for the station to have higher reserves of power to run numerous experiments.
- Biomolecule Sequencer
- A biomolecule sequencer is a tool that can be used by crew members to sequence the DNA of microorganisms outside of Earth. Before the production of the biomolecule sequencer, DNA sequencing was limited to Earth because of the equipment and materials required. The new technology eliminates this restriction, with the added benefit of being able to be used in space. The device can also be used to test the DNA of crew members to monitor their health and bodily reactions to space station projects. In the event that a research study needs to be performed on a space station, the biomolecule sequencer can be used to gather needed biological data.

<image>

- Essential Equipment
- Compressed Air
- Compressed air is used by astronauts to manage their air supply. It is also utilized for research experiments, and to power boosters for both the ISS and other space vehicles. Compressed air equipment sent to the ISS must be very efficient and low power due to the nature of space to break up fluids.

## 分类

货运飞船一般被分类为无人航天器。不过根据中国载人航天工程的定义，货运飞船也可以被视作载人航天器，因为它能与载人航天器（如空间站）对接。货运飞船本身没有生命保障系统等载人系统，不具备载人条件，发射起飞、返回再入等单独飞行阶段无法支持宇航员生活。但货运飞船与载人航天器对接后，依托载人航天器的设施设备，可以允许航天员进入。

现役的货运飞船大多数为一次性航天器，只有龙飞船和龙飞船2号是可重复使用航天器。现役的货运飞船全部只在近地轨道飞行，只以空间站为货运目的地。研制中的无人货运航天飞机也属于货运航天器。

## 型号列表

<image>

### 现役型号

- 俄罗斯进步号飞船：由俄罗斯航太营运
- 美国的龙飞船2号：由SpaceX研制
- 美国的XL型天鹅座号飞船：由诺格创新系统开发
- 中国的天舟号货运飞船：由中国空间技术研究院研制开发
- 日本的HTV-X货运飞船：由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）营运

### 已退役型号

- 前苏联的TKS货运飞船，1981年至1985年期间服役
- 美国的龙飞船1号（Dragon 1），2010年至2020年期间服役
- 欧空局的自动运载飞船（ATV），2008年至2015年期间服役
- 日本的H-II运送载具（HTV）， 2009年至2020年期间服役

### 研制中的型号

- 追梦者号航天飞机：一种可重复使用的无人自动货物补给飞船，基于该型号的载人版本研制，由内华达山脉公司开发。
- 俄罗斯的联盟GVK号货运飞船：为进步号货运飞船的后继型号。可重复使用，能将一部分空间站的科学样品带回地球。
- 中国轻舟货运飞船，用于中国空间站低成本货物运输系统。
- 中国昊龙货运航天飞机，可重复使用，用于中国空间站低成本货物运输系统。

### 取消型号

- 2007年10月，来自基斯特火箭飞机公司（Rocketplane Kistler）的“基斯特K-1”发射载具的相关商业补给计划合同因其方案未能达到NASA要求而被迫中止。此后轨道科学公司的天鹅座号飞船继承了该合同。

货运飞船｜进步号｜航天飞机的多功能模块｜自动运载飞船（ATV）｜HTV货运飞船HTV-X货运飞船｜龙飞船龙飞船2号｜天鹅座号飞船｜天舟货运飞船｜逐梦者太空飞机

起飞质量｜2,2–2,4 t｜9 t｜7,7 t｜6,0 t5,8 t｜6,0 t｜nowrap| 2,0 t (2013)3,5 t (2015)3,75 t (2019)｜6,5 t (2017)6,8 t (2021)7,4 t (2023)｜5,5 t

着陆质量｜150 kg｜9 t｜–｜3,0 t｜1,75 t

运载火箭｜联合系列｜航天飞机｜亚利安5号｜H-IIBH3｜猎鹰9号｜安塔瑞斯 / 擎天神5号｜长征七号｜Vulcan

成本估算｜65 Mio. USD｜450 Mio. USD｜600 Mio. USD｜HTV: 300–320 Mio. USD｜150/230 Mio. USD(Dragon 1/2)｜260/220 Mio. USD (Cygnus 2/3)｜570 Mio. Yuan

Hersteller｜能源火箭｜泰雷兹阿莱尼亚宇航公司 (MPLM)｜空中客车国防航天｜三菱电机｜SpaceX｜轨道科学公司｜中国空间技术研究院｜内华达山脉公司

服役时间｜1978年至今｜2001–2011｜2008–2015｜2009–2020 2025至今｜2012–20202020至今｜2014年至今｜2017年至今｜预计2023年夏

<image>

## 照片集

<image>

- 第一艘ATV货运飞船"儒勒·凡尔纳"号

<image>

- "儒勒·凡尔纳"号加压舱内部

<image>

- 第一艘H-II货运飞船正在被加拿大臂捕获。

<image>

- 国际空间站机组成员进入HTV的加压货舱。

<image>

- 进步M-05M号飞船停靠于国际空间站

<image>

- 进步M-53号飞船加压舱内部，物资包含2吨的食品，水，燃料和仪器设备

<image>

- "天舟"货运飞船模拟图

## 相关项目

- 天舟货运飞船
- H-II货运飞船
- ATV货运飞船
- 进步号货运飞船
- 国际太空站无人发射任务列表

## 基本资料

- abovestyle：background-color: #00BFFF;font-size:118%