人类社会进入商品经济时代之后，社会分工日益细化，生产和消费在时间、空间上逐渐分离，也就是说产品产生和使用的时间、地点完全不同、于是诞生了连接生产与消费的中间环节——物流。对于中国载人航天工程来说，物流的重任理所当然地落在了被网友们昵称为“快递小哥”、“太空快递员”的航天器身上，即我国的“天舟”系列货运飞船。
从自行车、私家车、公交车、地铁到满胡同乱窜的三轮车，多元化的交通工具构成了立体的城市交通网络。同样的，不同于主要用于运人的神舟飞船用剩余运力使货物搭便车，货运飞船的诞生标志着我国天地运输系统在解决了工具有无的问题之后，逐步走向专业化、体系化。我们不仅拥有长征二号F金牌火箭与“神舟”飞船组成的载人天地往返系统，还有由长征七号火箭和“天舟”飞船组成的货物运输系统。前者负责把航天员安全地运上天、送回家，后者专门运输推进剂、空间科学实验设备和航天员生活补给。
即便可再生技术有了很大进步，空间站上的航天员们已经能顺利享用经尿液处理而来的水冲咖啡了，但空间站内的环境控制与生命保障系统仍未实现完全闭环，更多消耗品还要依靠货运飞船来补给。货运飞船一旦发射或对接失败，空间站即面临“断炊”风险。从这个意义上来说，货运飞船就是空间站航天员的生命线。但是，就像我们日常生活中万能的快递小哥一样，“天舟”系列货运飞船的能耐远不止于此。
“天舟一号”货运飞船船箭组合体转运至发射区途中（图片来源：中国载人航天官网）
“天舟”技能一：在轨科学实验平台
“天舟一号”系列货运飞船携带有专业设备，可以支持开展多项科学实验和技术试验。微重力资源弥足珍贵，开展科学实验是在轨航天器的标配任务。从无人飞船、载人飞船到空间站，航天科技工作者把每一个航天飞行器里的每一寸空间用到了极致。根据媒体报道，“天舟一号”上开展的科学实验中，“非牛顿引力实验检验的关键技术验证”项目在轨验证了高精度静电悬浮加速度计的性能，试验结果为我国“卫星重力测量”、“空间引力波探测”等空间计划提供了重要支撑；“微重力对细胞增殖和分化影响研究”项目有望应用于心脏、肝脏疾病的治疗、器官移植、生殖健康以及预防和治疗骨质变化疾病等。
“天舟”技能二：在轨推进剂补加
“天舟一号”成功执行了为“天宫二号”在轨补加推进剂的任务。我国空间站设计在轨寿命长达十年，推进剂补加是必须掌握的技能。“天舟一号”推进剂补加试验作为空间站建设前的关键验证项目，为我国空间站建设及运营奠定了极为重要的基础。
“天舟”系列货运飞船为核心舱进行推进剂补加示意图
“天舟”技能三：稳定空间站姿态
我们经常看到，完成了货物运送任务的“天舟”货运飞船仍较长时间地停靠在空间站上，其作用之一是协助稳定空间站姿态。当下一艘货运飞船与空间站对接时，对接撞击过程中会给节点舱一个干扰力，会使得核心舱产生姿态扰动，而前一艘货运飞船的存在将大大减小这种干扰的不利影响。
“神舟十三号”与组合体径向对接
“天舟”技能四：接管空间站部分控制权
“天舟”系列货运飞船为空间站的正常运行发挥了重要作用。另外，货运飞船又加持了为空间站供电和控制姿态的“功夫”。“天舟”与空间站之间有双向并网供电能力，也就是说在空间站电力不足的情况下，“天舟”的并网控制器能“反哺母舰”，为空间站供电。此外，为了节省空间站能源及推进剂，在必要的情况下，“天舟”还可利用自身推进剂调整空间站姿态甚至轨道。
我们这一代航天爱好者的幸运在于，见证了中国载人航天历次飞行任务的辉煌成果。由核心舱、实验舱及与之接驳的载人飞船、货运飞船组成的中国空间站系统预计在2022年前后建成。数年后，它很可能成为人类在太空中唯一运行的空间站。
科学审核：
王兆魁
责任编辑：王鹏鹏
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