我为“天宫”送送货 揭秘中国空间站背后的“天地物流”研发团队

——揭秘中国空间站背后的“天地物流”研发团队 科研人员和飞船合影。受访者供图

2021年是我国航天事业极速发展的一年，随着天和核心舱完成在轨测试、天舟货运快递安全抵达、航天员们入住太空家园，中国空间站开启了有人长期驻留的新时代。

当航天员通过舷窗俯瞰地球时，地球上同样有一群人会时常仰望天宫所在的方向，因为那里的一个小小部件，凝结着他们数十年的心血。他们就是天宫空间站的建设者和保障者：有人研制货包给“天宫”送货，有人为航天员建设温馨家园，有人设计系统把天宫空间站管理得井井有条……

1月17日起，四川进入两会时间，与会代表、委员对科技创新领域也十分关注。去年，四川航天为天宫空间站贡献了哪些力量？即日起，华西都市报、封面新闻推出“我和我的天宫”系列报道，让我们一起走进浪漫航天背后的故事。

“快递”还能上太空？

国内首家“天地物流”已跑了3趟

兵马未动，粮草先行。为支持空间站中航天员的长期驻留和空间科学实验，货运飞船为“天宫”送货成为常态化需求。2017年，我国首艘货运飞船天舟一号为在轨运行的天宫二号空间实验室“送货”；2021年，我国更是连续发射两艘货运飞船，为天宫空间站提供物资。发射的3艘“天舟”系列飞船，一共把约460个货包送上太空。

“天舟一号发射时，很多人说这是太空的‘快递小哥’，我们更像是在做天地物流。”陈粤海是中国航天科技集团七院七部宇航型号技术负责人，全面负责七部的宇航型号工作。她说，天地物流承担的送货任务涉及各类物资补给，譬如推进剂、空气、航天员饮食以及用于天和核心舱在轨维护的设备等，对航天员和空间站而言都十分重要。正是他们研制的货运保障分系统，通过为“快递小哥”提供订制服务，保障了天地物流的顺利运行。

货运保障分系统是中国航天科技集团七院七部承担的首个载人航天工程分系统研制任务，也是载人航天工程任务中一个全新设立的分系统。此前，该研究领域在国内是一片空白。自2011年立项以来，货运保障分系统研制团队以创建国内首家“天地物流公司”为目标，圆满完成了分系统研制任务，建成了精准高效的天地物流一体化平台。

如何获得好评？

包装材料都是自己研制

有了飞船，做天地物流还会难吗？这也是当时研制团队想到的首要问题，只是没想到，一切地面上的简单事情在宇宙环境下都变得复杂了。

“地面物流多采用瓦楞纸壳包装，但火箭发射和宇宙环境需要超低有害气体逸出、高效抗菌防霉、高阻燃、燃烧物低毒、高效缓冲减震等性能，我们比对了市面上很多材料，没有找到能同时符合这么多要求的，所以只能自己研制。”陈粤海说。

彭志会是航天七院七部原宇航室主任，他清楚记得2011年接到任务时面临的挑战。“埋头造车肯定是不行的，我们参考国际空间站的货运包装，发现他们的货包虽然又轻又结实，但抗菌防霉做得不好，所以打算重新研制一种抗菌防霉的布料。”彭志会回忆说，开始研制时才发现，很多材料在拥有抗菌防霉特性时，又会伴有微弱毒性，可能对航

天员产生危害。“即便是微弱毒性，考虑到空间站密闭环境，我们也不

会冒这个险。”他说。

最终，一个偶然的机会让团队找到了合适的材料。彭志会说，当时一名团队成员无意中翻到了一篇医药领域科研论文，论文中提到壳聚糖有抗菌防霉作用，最重要的是无毒性，于是团队就找来壳聚糖进行材料研制，经过上百次实验，才研制出各方面特性都达标的布料。

拥有了合适的包装材料仅仅是第一步，为保障货物的安全同时充分利用寸土寸金的飞船空间，团队还突破传统包装长方体的形状，研制出20多种包装形状。“就像俄罗斯方块，我们力求把空间严丝合缝填满。”陈粤海说。

安全也要高效

开发算法找到最佳组合方式

随着载货量越来越大，如同船只需要在海面上保持平衡一样，飞船也需要通过对重量不一的货物进行合理分配，以保持平衡，这被称之为“配平”。

为了找到安全且高效的配平方法，陈粤海带领团队到机场和港口考察了集装箱的货物分布方式，开发出一套算法，找到安全且运载效率最大的货物排列组合方式。

负责货运保障分系统总体设计的李鹏说：“飞船发射要求距离轴线的偏差都是以毫米计算，如果配平做得不好，可能产生一系列严重后果，比如影响发射安全性，或者消耗过多资源去控制姿态。”

除了安全和高效，航天员使用的便利性也被纳入了考量范围。据李鹏介绍，他们的算法系统在经过迭代升级后，还能充分考虑航天员的取用方便，以及废弃物的存放。“我们要从航天员系统、空间站系统、中科院空间应用系统去收集这些物资的使用顺序，以及产生的废弃物的时、序和量，保证使用物资的同时，废弃物有合理位置去储存。”他说。

2021年4月29日天宫空间站天和核心舱发射时，李鹏的妻子和孩子专程赶到海南，见证历史性的一刻。李鹏清楚地记得，在火箭刚刚升空时，他让孩子转身拍下了一张照片。“我对孩子说，这是一张很珍贵的照片，以后再没有机会记录这历史性的一刻了，长大后，看到照片中的火箭，你就要想起，这是中国空间站发射的时候。”他说。

华西都市报-封面新闻记者 陈彦霏 邹阿江

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