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“进步”货运飞船

时间:2017年04月17日 信息来源:本站原创 点击: 【字体:

进步号飞船是俄罗斯不可重复使用的货运航天器。它继承了联盟号飞船的外型和部分硬件,由“联盟”火箭发射。从礼炮6号空间站时期开始,进步号飞船就为苏联空间站运送燃料和其他补给品,现在用于补给“国际空间站”,每年约有3~4艘进步号飞船飞往“国际空间站”。每艘飞船与“国际空间站”保持对接直到下一艘进步号或联盟号到来的前几天,期间飞船被填满废物,之后解除对接、分离、离轨,在大气层中烧毁。

早在空间站初期,苏联设计师就意识到,地球轨道长期任务需要持续补给消耗品。从1973年开始,礼炮号空间站的研制方实验机械制造中央设计局(TsKBEM,现俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团)先后研制并发射了“进步”、“进步M”和“进步M1”三种型号[1]的“进步”系列货运飞船。2015年12月升级为“进步-MS”型号继续执行“国际空间站”货运任务。

截至2016年12月31日,“进步”货运飞船共发射156艘,其中,进步M-12M、进步MS-04发射失败,进步M-27M任务失败。对接故障发生过10次,其中对接失败1次(进步M-33飞船与“和平”空间站),其余9次故障中,有2次对接故障造成“进步”飞船与“和平”空间站碰撞(进步M-24和进步M-34)。


主要性能指标

“进步”货运飞船基于“联盟”飞船设计,采用三舱设计,包括货物舱、补给舱和服务舱。总质量大约7t,有效载荷质量2.3t以上。能够独立飞行30天,每年发射3~4次。

进步-M是“进步”原型飞船的改进型,设计特点为:采用新的服务舱,改进了飞行控制系统,并增大了运输能力。进步-M有一组太阳翼,飞船可独立飞行30天。飞船采用新型对接系统,即“遥控操作交会单元”,该系统可由空间站内的航天员操作,控制飞向空间站的进步-M飞船。

进步-M1在进步-M的基础上特别为“国际空间站”进行了改进,增大了推进剂携带量,将水箱移入货物舱,将12个装有氮和氧的贮箱放置在飞船外部。其他改进方面包括采用数字飞控系统,用航向-MM(Kurs-MM)交会雷达系统取代之前的“航向”(Kurs)系统。除了向“国际空间站”运送货物和燃料,进步-M1还作为空间拖船,将退役的“和平”空间站拖入地球大气层。

进步M-M在进步-M1基础上进行了改进,主要设计特点如下:(1)为新型载人飞船联盟TMA-M更新系统进行飞行试验;(2)进一步改进“进步”货运飞船的性能,提高运输能力。进步M-M装有现代化的TsVM-101数字飞行控制系统,并应用新的小型无线电遥测系统。这些更新不仅使飞行控制系统更快、更有效地运作,而且船上电子器件的总质量减少了75kg。

与“进步”M-M飞船相比,“进步”MS飞船的升级细节包括:将乌克兰制造的带有馈线天线的量子-V无线电通信系统更换为新的“统一指挥遥测系统”(EKTS),结束了俄罗斯依赖乌克兰为其生产制造天线、馈线和通讯电子产品的历史。另一个通信升级是在交会期间与空间站建立了一个接近通信链路,以使相对导航作为导航数据的额外来源。新飞船配备有GPS和“格洛纳斯”接收器,以确定准确时间,进行状态向量的计算和定轨,使得机动目标更精确,甚至飞船本身都不用再依赖雷达跟踪,雷达跟踪职能在通过地面站时进行。飞船控制系统、机载软件和通信系统上所做出的改进使得从模拟到数字视频传输能够实现,从而在近旁操作过程中改进视频质量。此外,现有的航向-A交会对接设备将升级为使用俄罗斯国产现代化电子元器件的航向-NA系统。

“进步”系列货运飞船运送每千克货物的成本为22000~25000美元。

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进步号飞船结构图(图片来源:NASA)



[1] 还研制过进步M2型号,但从未发射。


(作者:王霄,张蕊,郭筱曦)
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