配送力、世界一！天州が新製品を発売、2年間で3つの新製品

2023年に、我が国は正式に有人宇宙ステーションの応用と開発段階に入ります。 「天舟6号」は最初の打ち上げ宇宙船であると同時に、改良型天舟貨物宇宙船の最初の打ち上げ船でもあり、宇宙ステーションの物資支援、軌道上支援、宇宙科学実験などの役割を担っている。我が国の新型貨物宇宙船（天舟6号から天舟11号）は多くの新機能を備え、より多くの潜在能力を発揮しており、将来の宇宙ステーションミッションへの応用の見通しがより広がることも示しています。
▲ 天舟6号貨物宇宙船の概略図（第五科学院提供）

何が変更されましたか?

データによれば、天舟6号貨物宇宙船の輸送能力は以前に比べて大幅に向上しており、密閉された客室内の貨物積載スペースは18.1立方メートルから22.5立方メートルに増加し、積載量は5.5トンから6.7トンに増加している。船全体の資材積載量は6.9トンから7.4トンに増加し、アップリンク貨物比率は0.51から0.53に増加しました。どちらも「貨物室＋推進室」の2室構成だが、天舟6号の密閉室は積載スペースが大きく、後部の円錐部密閉室には人を収容できる。

中国航天科技集団第五研究院の天舟6号貨物宇宙船副司令官の李志輝氏は、天舟貨物宇宙船の貨物室は前部円錐部、柱部、後部円錐部で構成されていると紹介した。これまで、天舟1号から5号宇宙船の推進モジュールでは、前方の円錐部と柱部が密閉キャビンとして互いに接続され、後方の円錐部は球状の底部によって分離され、非密閉キャビンとなっていました。天舟6号はボールの底部を後部コーンの下部に移動させ、 3つのセクションすべてを接続しました。貨物室密閉積載スペースが4.4立方メートル増加し、積載量が1.2トン増加しました。宇宙ステーションにドッキングした後、後部コーンの密閉されたキャビンに直接入ることができるため、宇宙飛行士が貨物を受け取るのがより便利になります。推進モジュールの観点から見ると、推進モジュール内の貯蔵タンクの数は8個から4個に削減され、貨物モジュールの後方コーンセクションに元々設置されていたすべての計器と機器は推進モジュールに移動されました。これにより、100 kg 以上の重量が軽減され、貨物室の貴重な貨物スペースが解放されます。今回、天舟6号貨物宇宙船は、宇宙飛行士3人の280日分の生活物資、プラットフォームの保守用スペアパーツ、およびさまざまな試験ペイロードを宇宙に運びました。約260個の貨物を積載し、上昇用の燃料700キログラムを追加し、輸送物資の総重量は約5.8トンとなった。改良された天舟は、世界で活躍する貨物宇宙船の中で最大の輸送能力と最高の積載量比を誇ります。

2年間で3回に減少

今年は宇宙ステーションの応用・開発段階の初年度です。ある意味、天舟貨物宇宙船のアップリンク能力は宇宙ステーションの応用と発展を強化することになるだろう。任務配置の観点から見ると、アップリンク輸送能力の向上に伴い、天舟貨物宇宙船の新型バッチの打ち上げ頻度は2年間で4回の打ち上げから2年間で3回の打ち上げに減少し、宇宙ステーションプロジェクトの全体的な利益が向上しました。

中国第五航空宇宙科学技術公司貨物宇宙船システム主任設計者の雷建宇氏は、天舟6号に代表される完全密閉型のアップグレードにより、天舟貨物宇宙船の3つのモデル、すなわち完全密閉型、半密閉半開放型、完全開放型がより合理的になり、役割分担がより明確になったと紹介した。完全密閉型は宇宙ステーションの日常的な任務と日常的なニーズを満たし、半密閉型は、大型の船外機器や試験ペイロードを輸送する能力を重視しており、主に緊急メンテナンス作業を実行します。完全オープンモデルは、超大型試験ペイロードの総合輸送を実現し、宇宙ステーションの主要な科学ミッションの開発能力をサポートします。改良された貨物宇宙船は、従来の貨物輸送能力を向上させるだけでなく、厳格な輸送保証要件を持つ特大、大型、重量貨物などの特殊貨物や試験ペイロードの輸送に多くの便利な条件を提供します。

今回輸送された宇宙ステーションの電気推進キセノンシリンダーアセンブリを例にとると、このアセンブリの重量は約160キログラムで、現在、我が国の宇宙ステーションに貨物宇宙船で輸送される単一貨物の中で最も重いものとなります。より重いキセノンシリンダーアセンブリを輸送すると、宇宙ステーションにさらに多くの「燃料」を補給できます。貨物宇宙船が宇宙ステーションにドッキングした後、宇宙飛行士は船外活動中にキセノンボトルを取り外し、孟天研究室のキャビンの外に設置します。 160キログラムは宇宙環境では「非常に軽い」が、地上に積み込むのは容易ではない。開発チームは詳細なプロセス計画を策定し、特別な機内設置ツールを設計し、北京で全船積載とテスト検証を実施し、最終的に発射場で一挙に設置しました。

「一歩ずつ」

天舟6号から11号までの貨物宇宙船は依然としてバッチ開発生産モデルを採用しています。これまでの宇宙船と比較すると、天舟6号は大きな変化を遂げた。研究開発チームは、品質と成功を確保しながら効率性を高め、 「ワンステップ証明」を達成しました。つまり、製品の設計、生産テスト、試験から最終的な宇宙飛行まで、すべてが同じ宇宙船であるということです。 「研究開発チームは、部品レベル、単一機械レベルから船全体レベルまで、地上で多数のテストと検証作業を実施し、高品質で成功を確実にし、デジタル研究と生産、バッチ発注、大規模生産などの方法を通じて効率を向上させました。」李志輝は言った。我が国の航空宇宙科学技術が高度な自立と自己改善を達成するためには、部品の局所化と独立制御が不可欠です。新型宇宙船の開発において、研究開発チームは部品、原材料、基本的な電気機械製品を含むチェーン全体の全面的な独立管理を着実に推進してきました。国産車種・仕様の割合と量が大幅に向上し、主要部品の100％国産化を実現しました。

さらに、天州6号では方向性リレー端末の代わりにフェーズドアレイリレー端末を使用しているため、製造サイクルとコストが大幅に削減されます。計測制御システムのソフトウェアとハ​​ードウェアは全面的にアップグレードされ、自動ナビゲーションは完全に北斗システムに基づいています。宇宙船の開発プロセスにおいて、チームはデジタル航空宇宙戦略を積極的に実施し、フルプロセスのデジタル設計、製造、シミュレーションテストを実施し、単一の宇宙船の開発サイクルを6か月短縮しました。レイアウトを再設計することで、天舟6号宇宙船の推進モジュールのタンクの数は半分に削減されました。設備の増減は単なる移設ではなく、「カタツムリの殻の中に神殿を建てる」という設計者の創意工夫が反映されています。同時に、天舟6号推進モジュールは、単一モジュール機械試験と全船機械試験を一度に通過し、製品開発におけるデジタルモデルシミュレーションの加速器としての役割を十分に発揮しました。