龙年年货已送达！天舟七号如何实现3小时速运？
本文转自【中国载人航天】；
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腾空九霄、进入太空，约3小时后与“天宫”顺利交会对接，2024年中国载人航天的首次发射任务取得圆满成功。
天舟七号作为我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，既承担着运送物资的重任，又肩负着技术优化改进的使命。此次发射，天舟七号给空间站送去了哪些货物，它又是如何将“快递”提升为“速运”的呢？
PART.01运货5.6吨 为航天员送上年货
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。此次运送的物资总重约5.6吨，货物数量多达260余件，携带了航天员系统、空间站系统、应用任务领域、货运飞船系统和工程总体货物，主要可以分为三大类，分别为航天员的生活物资，水、气等消耗类物资，以及科学实验类物资等，装载货物种类繁多且大型货物多。
本次，天舟七号货运飞船为航天员乘组运送了2.4吨的生活物资，重量超过货物总重的四成，能够同时保障神舟十七号、十八号两个航天员乘组的食用需求。其中包含为神舟十七号乘组准备的龙年春节大礼包，为航天员营造一个祥和快乐的春节氛围。此外，约90公斤的新鲜果蔬大礼包也随着天舟七号一同到达空间站，地面人员还对包装设计进行了优化，果蔬储存时间更长、更新鲜。
PART.02上行空间应用系统物资 支持空间站持续滚动开展空间实验
此次天舟七号货运飞船为空间站在轨实验提供实验载荷、实验单元及样品、实验耗材、备品备件等上行物资，支持持续滚动开展空间实验。本次任务上行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，总重约473千克。其中，试验载荷定制货包等大型货物，每件货物重量在100千克以上，将应用于空间站在轨运营、空间在轨科学试验。
本次任务空间应用系统物资上行后将转运至空间站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，承研单位涉及10个研究所、8所大学，其中2项细胞类生物实验项目，在发射场临射安装，其他均为货包形式装载上行。这些科学载荷对后续空间探测具有重要意义。
PART.03交会对接时长实现大幅缩减 未来或将减轻航天员飞行压力
天舟七号货运飞船入轨后，采用3小时快速交会对接方案，对接于空间站核心舱后向端口，形成组合体。
相比常规6.5小时快速交会对接，此次3小时快交进一步压缩了对接时间，将“快递”提升为“速运”。相比天舟五号2小时快交，此次3小时快交优化了设计，是综合火箭系统、空间站系统的相关要求提出的全新对接方式，灵活度更高，适应范围更广，进一步提高了货运飞船自主交会对接能力，丰富了交会对接模式，进一步推动了我国空间交会对接技术发展。
那么和6.5小时方案相比，3小时方案是如何实现了超过一半时间的缩减呢？
由于技术逐步成熟，技术人员可以在更短的时间内完成飞船和空间站相对位置的调整。因此，通过调整飞船的飞行轨迹，使天舟货运飞船与空间站的远距离导引段缩短了一个圈次，时长相应缩减了1.5小时。
在近距离导引段，由于技术的日趋成熟，减少或压缩了近距离飞行流程，减少了走走停停，缩短了约2个小时。同时，也正因为飞船飞行轨迹的调整，使得3小时方案较2小时方案抵御或克服不利条件的能力更强。
另外，从工程实际来说，3小时方案也有其特别的意义。相较于6.5小时，3小时方案飞行时间短，可以减少航天员的飞行压力，减少对电池燃料等的需要，提升了任务整体应对故障的能力。相较于2小时，飞行时间稍长，节奏稍缓，减轻了飞控团队的压力等。
天舟七号是“天舟”系列货运飞船改进型的第二艘，其顺利完成3小时交会对接在轨验证任务，体现着中国智慧中国力量，代表着高水平科技自立自强。天舟七号任务也为2024年更具挑战的全年任务拉开了序幕，愿在全体航天人的努力下，新的一年中国航天能向着建成航天强国目标再下一城、再立新功！
来源/中国空间技术研究院、中国科学院