中原標準時間5月10日1時56分，搭載天舟四号貨運飛船的長征七号遙五運載火箭，在大陸文昌航天發射場點火發射，取得圓滿成功。
據中國航天科技集團消息，本次任務中，天舟四号貨運飛船上行物資總重約6噸，将為神舟十四号乘組在軌半年駐留、空間站組裝建造、開展材料科學、航天醫學試驗等空間站應用領域提供物資保障。
據介紹，天舟貨運飛船是為空間站建造和營運物資運輸補給任務而全新研制的載人航天器，其上行載貨比、貨物運輸、推進劑補加等綜合能力比肩甚至優于國際現役貨運飛船。目前，已有天舟一号、天舟二号、天舟三号、天舟四号發射成功。
長七火箭點火起飛。火箭院供圖（吳桐小雨 攝）
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天舟貨運飛船肩負哪些使命？
中國載人航天官網顯示，天舟貨運飛船負責為空間站（或空間實驗室）運輸補給物資和載荷、補加推進劑、在軌存儲和下行廢棄物資，任務結束後受控隕落于預定區域。而其承載的空間站廢棄物，将被帶回并在大氣層燒毀。
2017年4月20日，搭載着天舟一号貨運飛船的長征七号遙二運載火箭發射成功。這是天舟貨運飛船和長征七号運載火箭組成的空間站貨物運輸系統的首次飛行試驗。
2021年5月29日，長征七号遙三運載火箭搭載天舟二号貨運飛船，作為中國空間站關鍵技術驗證階段發射的首艘貨運飛船，為空間站送去6.8噸補給物資，并在其在軌運作期間完成與空間站組合體交會對接試驗。
同年9月20日，搭載天舟三号貨運飛船的長征七号遙四運載火箭發射成功。為迎接神舟十三号航天員乘組，天舟三号攜帶了航天員生活物資、航天飲水、氣體補給、衛生用品、應急儲備物資、出艙消耗品、維修備件和實驗載荷等。
據介紹，天舟貨運飛船最大上行載貨量達6.5噸，在滿載情況下總重量為13.5噸，推進劑補加能力達2.1噸。與國外同類現役貨運飛船相比，它上行能力強大，載貨比（最大載貨量與滿載時貨運飛船總重量之比）高。
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天舟貨運飛船有何技術創新？
據中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院（簡稱“火箭院”）介紹，天舟貨運飛船總長10.6米，艙體最大直徑3.35米，太陽電池翼展開後的最大寬度近15米。飛船采用貨物艙和推進艙兩艙設計，貨物艙用于運輸各類物資，推進艙提供能源和動力。同時，飛船新增貨物保障、推進劑補加、繞飛交會對接、手控遙操作、組合體姿軌控制支撐功能。
在技術上，天舟貨運飛船在四個方面有所創新。天舟貨運飛船的上行載貨比、貨物運輸、推進劑補加等綜合能力比肩甚至優于國際現役貨運飛船。它還突破了推進劑補加技術，這是大陸空間站組裝建造和營運的關鍵技術之一。
天舟貨運飛船以天基測控體制為主的原則進行設計，實作了關鍵事件全程跟蹤測控、在軌異常及時監測處置，減少了對陸基測控站和海基測量船的依賴。
此外，飛船還具備自主快速交會對接能力，采用自主導引模式，完全依靠船上裝置導航和控制，在6.5小時内自主規劃、多次變軌實作交會對接。
位于文昌航天發射場的長七火箭。火箭院供圖（吳桐小雨 攝）
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天舟貨運飛船如何進行燃料補加？
據火箭院介紹，截至目前，掌握了在軌推進劑加注技術的國家隻有俄羅斯和美國，其中實作在軌加注應用的隻有俄羅斯，采用的是氣體回用法；美國沒有進行過在軌加注應用，但通過飛行試驗掌握了加壓加注技術。
加壓法系統簡單，但推進劑加壓溫升帶來安全隐患，同時補加方需消耗一定量的高壓氣體。氣體回用法系統複雜，技術難度大，但氣體資源無消耗，技術一旦突破，對長期在軌的空間站更為有利。
考慮大陸空間站長期在軌推進劑補加需求，天舟貨運飛船聯合空間站采用“增壓氣體回用＋推進劑恒壓擠壓”技術方案。貨運飛船完成與被補加飛行器的推進劑管路對接與密封，由被補加飛行器壓氣機将貯箱氣腔内增壓氣體回抽至氣瓶，降低貯箱背壓，以具備接收推進劑條件，貨運飛船再以恒壓方式将推進劑輸送至被補加飛行器膜盒貯箱，并吹除連接配接管路推進劑和脫開連接配接管路，完成推進劑補加。
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天舟貨運飛船如何實作交會對接？
貨運飛船與空間站交會對接是實作貨物補給和推進劑補加的基礎，是貨運飛船關鍵任務功能之一。
據介紹，2012年8月2日，俄羅斯進步M-16M貨運飛船首次測試快速對接模式，但關鍵事件仍需要地面幹預。天舟貨運飛船首次提出了基于絕對定位資料的快速交會對接自主導航與制導方案，解決了依靠地面定軌、計算、注入時間長難以實施快速交會對接的難題，交會對接時間由2天縮短至6.5小時，在國際上首次實施了全自主的快速交會對接。研究人員還設計了前向、後向、徑向繞飛方案，可與空間站不同對接口對接，提高了任務适應能力。
此外，對接機構設計了主動控制電子阻尼器方案，解決了與大偏心構型空間站（例如未來出現的“L”型）對接時俯仰和偏航方向能量緩沖消散難題，具備了與空間站全部構型對接适應能力。
新京報記者 張建林
編輯 白爽 校對 劉軍