貨運飛船

貨運飛船，或貨運太空飛行器，是一種設計僅用於運送物資、無法單獨載人飛行的太空飛行器。貨運飛船通常為一次性使用，但也有可重複使用設計。作為空間站的配套太空飛行器，貨運飛船的主要任務是為太空人運送補給食品、貨物、燃料和儀器設備等運營必需品，並在離開再入時銷毀存放的垃圾（一次性飛船）或將貨物返回地面（可重複使用飛船）。

目前現役的貨運飛船型號有：俄羅斯的進步號太空船、中國的天舟貨運飛船、SpaceX的貨運版龍飛船2號、諾格創新系統的XL型天鵝座貨運飛船以及日本的HTV-X貨運飛船。

## 功能

貨運飛船的主要任務是向空間站定期補給食品、貨物、燃料和儀器設備等維持空間站運營的必需品，並以此為基礎設計和建造；貨運飛船的結構基本分為貨艙與推進艙：大多數貨運飛船都具有加壓貨艙，其中可以運送各種空間站內部使用的物資及小尺寸貨物（如果是能夠返回地球的貨運飛船，也可放置返回物資），太空人可以通過艙門進入；有的飛船還具有非加壓貨艙，用於運送在真空中使用的部件，它們可能是大尺寸貨物，如太陽能板、科學儀器等；少數飛船具備可為空間站加注的推進劑貯箱；推進艙也是非加壓艙段，裝有發動機、姿態控制系統、太陽能板等部件，負責飛船的運行；貨運飛船還裝有交會對接設備，以便主動或被動（由空間站機械臂捕獲）與空間站交會對接。視任務不同，貨運飛船的構型也可變化：以天舟飛船為例，其貨艙可按任務需要而設置為全密封、半密封和全開放構型。

除運送貨物之外，貨運飛船亦存在許多其他用途，諸如空間站軌道的維持以及燃料加註：由於現有的大部分空間站均運行在近地軌道而會受到殘存的大氣阻力影響並逐漸降低軌道高度，故需在其運行高度降低到一定程度前進行軌道抬升，而攜帶較多燃料的貨運飛船便可在空間站的軌道維持方面能發揮重要作用。通常來說，貨運飛船既可以直接使用其自帶的推進系統來為空間站抬升高度，也可在軌進行燃料補加（如進步號和天舟號）。

目前大部分貨運飛船屬於一次性太空飛行器，會在其任務末期脫離空間站並攜帶一系列空間站產生的廢品再入大氣層燒毀，在某種意義上承擔著空間站「垃圾桶」的作用。然而現在也有諸如龍飛船和龍飛船2號等能夠返回地面的可重複使用太空飛行器，能像載人太空飛行器一樣提供空間站貨物以及實驗物資的下行運輸能力。

## 貨物類型

- 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.
- 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.
- 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.

## 分類

貨運飛船一般被分類為無人太空飛行器。不過根據中國載人航天工程的定義，貨運飛船也可以被視作載人太空飛行器，因為它能與載人太空飛行器（如空間站）對接。貨運飛船本身沒有生命保障系統等載人系統，不具備載人條件，發射起飛、返回再入等單獨飛行階段無法支持太空人生活。但貨運飛船與載人太空飛行器對接後，依託載人太空飛行器的設施設備，可以允許航太員進入。

現役的貨運飛船大多數為一次性太空飛行器，只有龍飛船和龍飛船2號是可重複使用太空飛行器。現役的貨運飛船全部只在近地軌道飛行，只以空間站為貨運目的地。研製中的無人貨運太空梭也屬於貨運太空飛行器。

## 型號列表

### 現役型號

- 俄羅斯進步號飛船：由俄羅斯航太營運
- 美國的龍飛船2號：由SpaceX研製
- 美國的XL型天鵝座號飛船：由諾格創新系統開發
- 中國的天舟號貨運飛船：由中國空間技術研究院研製開發
- 日本的HTV-X貨運飛船：由日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）營運

### 已退役型號

- 前蘇聯的TKS貨運飛船，1981年至1985年期間服役
- 美國的龍飛船1號（Dragon 1），2010年至2020年期間服役
- 歐空局的自動運載飛船（ATV），2008年至2015年期間服役
- 日本的H-II運送載具（HTV）， 2009年至2020年期間服役

### 研製中的型號

- 追夢者號太空梭：一種可重複使用的無人自動貨物補給飛船，基於該型號的載人版本研製，由內華達山脈公司開發。
- 俄羅斯的聯盟GVK號貨運飛船：為進步號貨運飛船的後繼型號。可重複使用，能將一部分空間站的科學樣品帶回地球。
- 中國輕舟貨運飛船，用於中國空間站低成本貨物運輸系統。
- 中國昊龍貨運太空梭，可重複使用，用於中國空間站低成本貨物運輸系統。

### 取消型號

- 2007年10月，來自基斯特火箭飛機公司（Rocketplane Kistler）的「基斯特K-1」發射載具的相關商業補給計劃合同因其方案未能達到NASA要求而被迫中止。此後軌道科學公司的天鵝座號飛船繼承了該合同。

貨運飛船｜進步號｜太空梭的多功能模塊｜自動運載飛船（ATV）｜HTV貨運飛船HTV-X貨運飛船｜龍飛船龍飛船2號｜天鵝座號飛船｜天舟貨運飛船｜逐夢者太空飛機

起飛質量｜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

著陸質量｜150 kg｜9 t｜–｜3,0 t｜1,75 t

運載火箭｜聯合系列｜太空梭｜亞利安5號｜H-IIBH3｜獵鷹9號｜安塔瑞斯 / 擎天神5號｜長征七號｜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｜泰雷茲阿萊尼亞宇航公司 (MPLM)｜空中巴士國防航太｜三菱電機｜SpaceX｜軌道科學公司｜中國空間技術研究院｜內華達山脈公司

服役時間｜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｜預計2023年夏

## 照片集

- 第一艘ATV貨運飛船"儒勒·凡爾納"號
- "儒勒·凡爾納"號加壓艙內部
- 第一艘H-II貨運飛船正在被加拿大臂捕獲。
- 國際空間站機組成員進入HTV的加壓貨艙。
- 進步M-05M號飛船停靠於國際空間站
- 進步M-53號飛船加壓艙內部，物資包含2噸的食品，水，燃料和儀器設備
- "天舟"貨運飛船模擬圖

## 相關項目

- 天舟貨運飛船
- H-II貨運飛船
- ATV貨運飛船
- 進步號貨運飛船
- 國際太空站無人發射任務列表

## 基本資料

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