日本航天局在周日迎来了航天界的重大突破:他们倾心打造的超级旗舰火箭H3顺利发射,这次任务还搭载了全新的无人货运飞船HTV-X1,首次向国际空间站运送物资。这个成就不仅意味着日本新一代运载火箭技术已经落到实处,也让他们的空间站货运能力迈入了一个崭新的升级阶段。
此次任务在日本南部的鹿儿岛县种子岛航天中心进行。周日上午,日本航天局的H3火箭携带HTV-X1飞船顺利升空,穿越云层时发出的轰鸣声背后,是他们近十年的技术攻坚。H3火箭从2014年开始研发,是为了取代老旧的H-IIA火箭,曾在2023年2月因为发动机故障首次发射失败。这次的成功,弥补了日本在大推力运载火箭方面的技术短板。据日本航天局的数据,7号构型的H3火箭在近地轨道的运载能力达16.5吨,比H-IIA提高了大约40%,为以后更大规模的太空任务,比如月球探测、深空探索,打下了坚实的基础。
发射结束大约14分钟后,日本航天局的地面指挥中心传来好消息:HTV-X1飞船和火箭成功实现分离,且精准进入预定轨道。按照安排,飞船会在太空中自主飞行几天,预计本周四左右会到达日本航天局。那时,日本航天局的宇航员由井纪夫会利用空间站的“加拿大臂2号”机械臂,将飞船捕捉住,然后进行对接。这个过程对精准度要求挺高,机械臂末端的误差控制在10厘米以内由井纪夫来操控,他在2015年和2023年曾多次执行过类似任务,经验丰富,对确保对接成功帮了大忙。
HTV-X1飞船的亮相,可算是日本空间站货运技术的一次大跨步。它的前身是H-II转运飞行器(HTV),从2009年到2020年累计完成了9次日本航天局的货运任务,运送了实验设备、食品、燃料等大概40吨物资。而新一代的HTV-X1在性能上实现了不少创新:有效载荷由HTV的约6吨提升到了8吨,货舱设计分为“加压舱”,专门装需要人工处理的物资,还有“非加压舱”,用来携带外部实验设备;最关键的是,这款飞船还新增了在轨供电功能,可以通过太阳能帆板为货舱里的物资供电。这一改动让实验室用的样品,特别是那些需要低温保存的,可以在-80℃到4℃之间稳定存放,解决了过去货运飞船难以持续保持敏感物资温度的问题。日本航天局的负责人透露,这次HTV-X1托带的物资里头,还包括了日本“希望号”实验舱里用得上的细胞实验设备,以及供6名驻站宇航员使用的两个月的食品和生活用品。
在国际空间站的补给体系中,日本的HTV-X系列和美国SpaceX的龙飞船、俄罗斯的进步号、欧洲的自动货运飞船一起,组成了“补给网络”。比起其他货运方式,HTV-X1的亮点在于它能携带大量物资,同时还能保持低温储存。虽然龙飞船可以回收,但它的加压货舱只能装3.3吨货色;进步号主要补给燃料,科学物资的运带能力有限。而HTV-X1既能运送大型实验设备,又能保障需要低温保存的敏感样品,成为日本航天局科研用品的重要“快递员”。比如这次带去的“微重力蛋白质结晶实验装置”,得在稳定的低温环境下运输,否则用别的飞船可能会让样品失效。HTV-X1的技术升级,正好解决了这个难题。
对于日本航天局来说,这次任务的顺利完成意义还挺长远的。随着他们打算把航天计划延续到2030年,各国都在提升货运能力,好保证空间站的正常运行;同时,日本也在推进“月球探测计划”,未来H3火箭能搭载月球着陆器和绕月探测器。而且,HTV-X系列的技术还能改造为载人飞船的基础。日本航天局在2022年也透露过,HTV-X的衍生型号可能具备载人功能。这次货运任务的成功,不仅仅是交差,还为以后验证载人技术存了些数据。
目前,HTV-X1飞船已经展开了太阳能帆板,正按照预定轨迹调整姿势。日本航天局透露,未来几天会持续关注飞船的导航和推进系统状况,确保它能顺利到达日本航天局,相关参数都稳妥无误。如果这次任务顺利完结,HTV-X系列就正式接棒HTV,从2025年起,每年打算执行一到两次日本航天局的货运任务,成为日本参与国际太空合作的重要装备之一。