货运飞船

货运飞船是执行向地球大气层以外的宇宙空间运送货物等任务的航天器。货运飞船主要被用于向地外空间定期补给食品、燃料、仪器设备等物资，协助提升空间站轨道等。一般包括货物舱和推进舱，根据功能和规模，可以分为全密封货运飞船、半开放货运飞船和全开放货运飞船。

货运飞船的主要用途是向太空站或空间实验室运送补给物资。这些物资可以包括食物、水、氧气、燃料、实验设备、工具和维修部件等。货运飞船还可以用于运送科学实验样本返回地球，将废弃的设备和垃圾带回地球，或者用于执行其他特定任务，如推进器测试或航天器拯救等。

苏联于1971年发射了世界上第一座空间站“礼炮-1”号，此后研制出了“进步”号货运飞船，用于向空间站运送食品、货物、燃料和仪器设备等。这种货运飞船由货舱、服务舱和燃料舱组成，可自主飞行3天，停靠空间站6个月。经过30多年的安全飞行，共进行135次发射飞行，对接过多个空间站，被誉为“常胜将军”。然而，2011年和2016年，“进步”号货运飞船遭遇了两次失败，分别是因为发射过程中骤然下降和提前星箭分离导致的爆炸。尽管如此，“进步”号仍然是世界上最安全可靠的货运飞船之一，为苏联/俄罗斯的航天事业作出了巨大贡献。

“礼炮-1”号空间站

2023年05月25日，据俄罗斯国家航天公司网站消息，莫斯科时间24日15时56分（北京时间20时56分），“进步MS-23”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空，约9分钟后成功进入预定轨道。经过约3小时25分钟飞行后，“进步MS-23”货运飞船成功与国际空间站的俄罗斯舱段“搜索”号模块实现对接。

“进步MS-23”货运飞船

2010年12月8日，美国私营太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”(Dragon)飞船首飞进入近地轨道，环绕地球两圈再人大气层，坠入太平洋后成功实现回收。“龙”号货运飞船是由美国太空探索技术公司研制的世界上第一艘私人建造的航天飞船。其最大特点是可回收再利用，设计寿命为多年，并具有多种运载功能。它采用先进的复合材料减轻重量并提高结构强度，由“猎鹰-9”号火箭运载发射升空。该飞船分为货运飞船和载人飞船两种，具有相同的逃生系统、生命支持系统和机载控制系统，可在必要时快速转换。2010年6月4日，“龙-1”号飞船成功发射前往国际空间站，运送了货物并带回了科学实验材料和垃圾，开辟了新的太空航线，实现了私人航天梦想。

“龙”飞船2号

“天鹅座”货运飞船为美国轨道科学公司应美国国家航空航天局商业轨道运输服务发展计划的一部分而开发的货运补给飞船，使用安塔瑞斯火箭发射升空。2013年9月29日首飞成功。2014年10月28日首次进行夜间发射，发射升空后因火箭爆炸，“天鹅座”货运飞船损毁。2015年12月6日，历经三次延迟发射的新一代“天鹅座”无人货运飞船于卡纳维拉尔角空军基地成功发射，将3.5吨的补给和设备送往国际空间站，这是美国在经历两次发射爆炸事故后，第一次恢复空间站“快递”服务。

“天鹅座”货运飞船

2023年8月1日，美国航天局报告说，当地时间1日晚，诺斯罗普-格鲁曼公司的“天鹅座”货运飞船从弗吉尼亚州瓦勒普斯航天发射场发射升空，为国际空间站送去物资和补给。“天鹅座”货运飞船及“安塔瑞斯”火箭均由美国货运飞船开发企业诺斯罗普-格鲁曼公司制造。这是该公司执行的第19次国际空间站补给任务。

• ATV-1：以“儒勒·凡尔纳”命名，于2008年3月9日发射，与国际空间站（ISS）组合体飞行6个月后，在2008年9月29日受控再入地球大气层销毁。

“儒勒·凡尔纳”号货运飞船

• ATV-2：以德国天文学家约翰内斯·开普勒命名，于2011年2月15-18日发射，与ISS分离后在太平洋坠毁。

“约翰内斯·开普勒”号货运飞船

• ATV-3：以意大利物理学家爱德华多·阿玛尔迪命名，于2012年3月23日发射，停靠在ISS6个月后成功脱离轨道，然后沉入大海。

“爱德华多·阿玛尔迪”号货运飞船

• ATV-4：以阿尔伯特·爱因斯坦命名，于2013年6月5日发射，执行货运补给任务后在南太平洋上空烧毁。

“阿尔伯特·爱因斯坦”号货运飞船

• ATV-5：以乔治·勒迈特命名，于2014年7月29日发射，是最后一艘ATV货运飞船，任务结束后在大气层中焚毁。

欧洲“ATV”货运飞船是欧洲宇航防务集团研制的一种自动后勤补给飞船，用于向国际空间站运送货物、大气、水和推进剂等。在货物卸载后，它可以重新装载垃圾和废品，并与空间站脱离，在再入地球大气层过程中焚烧。虽然“ATV”货运飞船设计优良，但其和发射它的“阿里安”运载火箭造价都很高，每次发射花费超过5亿美元。

日本航天局研发的HI货运飞船于2009年9月11日成功首飞，之后完成了五次国际空间站飞行任务。最后一艘HTV-6号货运飞船于2017年1月27日与国际空间站解除连接。HI货运飞船主体呈圆柱形，长98米，直径4.4米，分为两个货运舱、一个航空电子设备舱以及一个动力模块。除了与空间站对接后，航天员可以进入的加压货运舱，HTV飞船还有一个不加压区域，可以在那里运输载荷。HI货运飞船的主要任务是为国际空间站日本部分的希望号实验舱运输货物、装备和补给，最多可以运送6吨的货物。HI货运飞船通过HB运载火箭从日本南部的种子岛航天中心发射，进入国际空间站的转移轨道。飞船的导航主要由GPS实现，与地球的通信则是依靠NASA的TDRS通信卫星。在进入距离空间站23千米的范围后，HIV货运飞船就进入了所谓的“近傍通信领域”，可以直接与希望号实验舱通信。飞船会借助光学相机和激光传感器，将HTV飞船引导至距离空间站10米的地方。之后飞船将自行驶入空间站的停留点，被加拿大臂2号机械臀捕获，接入一个符合美国标准的对接口。接入过程通常需要约5天16小时。一般情况下，HIM货运飞船保持接入状态不会超过30天，之后会携带太空垃圾和不再需要的装备在地球大气层中烧毁。

HTV-6号货运飞船

北京时间2020年5月21日1时31分，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）从种子岛航天中心利用H-2B火箭成功发射H-2轨道转移飞行器-9（HTV-9）货运飞船，执行日本第九次、也是该型飞船的最后一次“国际空间站”补给任务，飞船计划于5月25日与“国际空间站”对接。

HTV-9号货运飞船

2021年以后改用HTV-X型号飞船执行补给任务。与HTV相比，HTV-X的整体结构做了重大改进，由加压货舱、非加压货舱、电子设备舱和推进舱组成的4舱改为由加压舱和服务舱组成的2舱结构，发射质量由16.5t降为15.5t。HTV-X采用了一体化、集约式设计，加压舱内部布局进行了优化，提高了可搭载货物的容积和质量。为了能够提供足够的电能，还改进了太阳电池的配置，由原来的体装式太阳电池改为配备2个太阳电池翼，此外，HTV-X将大量采用国产器件和经过飞行验证的民用器件。

中国的“天舟”货运飞船是为了空间站的建造和运营物资运输补给任务而全新研制的航天器。其中，“天舟一号”是中国研制的首艘货运飞船，于2017年4月20日成功发射。它采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成，总长为10.6米，舱体最大直径为3.35米。太阳帆板展开后最大宽度为14.9米，最大起飞重量为13.5吨，最大物资运输能力为6.5吨（其中补加推进剂为2.1吨），载货比达0.48，在轨寿命12个月，可靠性为0.95。这些指标甚至优于目前国际主流空间物资运输补给飞行器的技术水平。

“天舟一号”货运飞船

“天舟一号”一次可运载6.5吨物资，远高于俄罗斯“进步号”2吨和美国货运飞船2.5吨的运载能力，这有助于更高效地支持其空间站。此外，在使用新型复合材料、实现机载设备数字化等方面，“天舟”货运飞船也领先于俄罗斯“进步号”、美国“龙”和“天鹅座号”等同类货运飞船。“天舟”货运飞船由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成。货物舱用于装载货物，而推进舱为整个飞船提供动力与电力。推进舱两侧各有一翼太阳能帆板。实际上，“天舟一号”已经与“天官二号”空间实验室进行了交会对接、实施了推进剂在轨补加试验、开展空间科学实验和技术试验。

“天舟一号”已经与“天官二号”空间实验室交会对接

北京时间2023年5月10日21时22分，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟六号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后，飞船太阳能帆板顺利展开工作，发射取得圆满成功。后续，天舟六号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。于北京时间2023年5月11日5时16分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟六号将转入组合体飞行段。

“天舟六号”货运飞船

央视网消息：2024年，我国将陆续实施天舟七号货运飞船、神舟十八号载人飞船、天舟八号货运飞船、神舟十九号载人飞船4次飞行任务。目前，工程各任务单位正按计划开展相关工作。截止2023年11月19日，天舟七号货运飞船已完成出厂有关工作于近日运抵文昌航天发射场，后续将按计划开展总装、测试等工作。

天舟八号飞行任务标识

“进步号”货运飞船俄罗斯进步号系列，俄罗斯的“进步”号系列货运飞船共发展了三代。第一代包括“进步”号和“进步M”号两种型号，第二代是“进步M1”号，第三代则是“进步MS”号。主要执行向空间站定期补给食品，货物，燃料和仪器设备等任务。“进步”号货运飞船由货舱、服务舱和燃料舱组成，长度7.94米，最大直径2.72米，内径2.2米，容积6,6米发射重量7.020-7.249吨。货物运载重量2.3-2.5吨，“进步”号自主飞行时间为3天可在空间站停靠6个月根据有没有压力，货舱又分为压力舱和无压力舱。

“龙”号货运飞船“龙”号货运飞船是世界上第一艘私人建造的航天飞船，“龙”号货运飞船由美国太空探索技术公司研制。“龙”飞船采用与其他飞船不一般的设计，最大特点是可回收再利用。它设计寿命量年，具有多种运载功能。返回舱可多次重复使用，采用先进的复合材料。减轻重量和提高结构强度。由“猎鹰-9”号火箭运载“龙号飞船发射升空。”龙”号飞船分为货运飞船和载人飞船。货运飞船命名为“龙”号飞船载人飞船命名为“龙骑士”号飞船。。龙号飞船重4200千克，高6.1米直径3.7米。侧壁角15度，加压舱10米³，不加压舱14米³，有效载荷3310千克。太阳能帆板分列两边，共8片。“天鹅座”号货运飞船“天鹅座”货运飞船是美国轨道科学公司研制的自动货运飞船，用于美国航空航天局商业轨道运输服务。它由轨道科学公司的“安塔瑞斯”火箭或“宇宙神-5”火箭发射升空，专门运输物资前往国际空间站。天鹅座”飞船由加压货物舱和服务舱组成，它重1500千克，长5.1米直径3.07米，内部容积18.9米，运载能力2000千克，设计寿命1个星期到两年。“天鹅座”采用两个长方形的坤化镓太阳能帆板，能够产生4千瓦的电力。

“凡尔纳”(ATV-001)号货运飞船欧洲的第一艘自动货运飞船(ATV-001)“凡尔纳”号，专门运载了一本书。这本书是科幻小说《从地球到月球》的1900年原版精装本，作者是法国著名科幻作家儒勒·凡尔纳。欧洲航天局和阿丽亚娜空间公司研制的自动货运飞船，又称为自动转移航天器。共计建造了5艘。欧洲航天局以最著名科学家的名字命名这5艘自动货运飞船凡尔纳、开普勒、阿玛尔迪、爱因斯坦和勒梅特号。欧洲航天局将第一艘自动货运飞船以儒勒·凡尔纳的名字命名。

欧洲atv货运飞船想象图

“东方白鹤”号货运飞船东方白鹤”号货运飞船，又称为太空转移飞行器-1号。它是一种无人驾驶、自动对接、不可重复使用的货运飞船。“东方白鹤”号货运飞船由日本宇宙航空研究开发机构，筑波宇航研究院三菱重工，以及日本多所大学共同设计制造。东方白鹳”号货运飞船长9.8米最大直径4.4米，空重10.5吨，内部容积14米³，最大运载量为6.2吨，发射重量16.5吨。飞船外形呈圆柱形的，具备完全自动飞行、对接的功能。“东方白鹤”号飞船前面安装了8台摄影、测量与遥感设备。飞船主要由3部分组成:货物舱、设备舱和推进舱。最主要的货物舱可装载6吨货物，长7.4米。

“天舟”号货运飞船“天舟”号货运飞船横空出世，由中国空间技术研究院研制。它全长10.6米，最大直径3.35米，起飞重量为12.91吨太阳能帆板展开后最大宽度14.9米，运送能力约6.5吨，推进剂补加能力约为2吨，具备独立飞行3个月的能力。中国航天迷送给“天舟”号货运飞船一个昵称一一“快递小哥”。“天舟”号飞船由一个直径3.35米的货物舱和一个直径2.8米的推进舱组成。货物舱用于装载货物，推进舱为整个飞船提供动力与电力。推进舱两侧各有一片3联太阳能帆板。“天舟”号共安装了25牛、120牛、150牛、490牛4种不同推力量级的36台发动机。推进舱后部安装了4台490牛变轨用的主发动机。飞船还安装了3种不同推力量级共32台姿控发动机。

1. 以满足空间站运营需求为主要目标，确保货物运输能力与空间站需求相匹配，降低整体运营成本。
2. 充分继承成熟技术，有效降低研制风险和周期，提高系统可靠性，如俄罗斯“进步号”货运飞船继承了“联盟号”载人飞船的成熟技术。
3. 发挥货运飞船的潜力，在完成货物运输任务后，利用自身功能和配置为空间站服务，如俄罗斯“进步号”货运飞船具备协助空间站进行轨道维持的能力，欧洲ATV货运飞船在停靠期间可提升轨道高度、进行姿态控制和空间碎片规避机动。
4. 考虑模块化设计，以满足任务需求的多样性，例如欧洲、日本和美国新研制的货运飞船都采用了模块化设计思想。
5. 配备手动遥操作功能作为自动对接系统的备份手段，在自动对接系统失效情况下，空间站上的航天员可通过手动遥操作控制货运飞船完成交会对接任务。

据俄罗斯国家航天集团网站消息，莫斯科时间2023年8月23日4时08分（北京时间9时08分），“进步MS-24”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空，约9分钟后成功进入预定轨道。飞船预计25日与国际空间站俄罗斯舱段“星辰”号服务舱对接。“进步MS-24”货运飞船将为国际空间站运送约2.5吨货物，包括各类设备、燃料、压缩氮气、水、衣服和食品等。莫斯科时间2023年5月24日15时56分（北京时间20时56分），“进步MS-23”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空，约9分钟后成功进入预定轨道。经过约3小时25分钟飞行后，“进步MS-23”货运飞船成功与国际空间站的俄罗斯舱段“搜索”号模块实现对接。据俄罗斯国家航天公司网站消息，当地时间2022年10月26日，俄罗斯在哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场发射一枚“联盟-2.1a”火箭，将一艘“进步MS-21”货运飞船送入预定轨道。按计划，飞船将于莫斯科时间28日5时50分(北京时间28日10时50分)与国际空间站对接，为空间站送去2.5吨货物，包括各类设备、燃料、压缩氮气、水和食品等。“进步”货运飞船不可回收，在完成补给任务后，宇航员会将空间站上产生的各种生活垃圾和废物填入飞船，飞船随后离轨自行销毁。

2023年08月1日，美国航天局报告说，当地时间1日晚，诺斯罗普-格鲁曼公司的“天鹅座”货运飞船从弗吉尼亚州瓦勒普斯航天发射场发射升空，为国际空间站送去物资和补给。飞船上共携带了3700多公斤各类物资和实验设备等，预计将于美国时间8月4日飞抵国际空间站。在2019年12月8日，NASA在社交网站上发布消息称：“美国太空探索技术公司(SpaceX)的‘龙’飞船定于7时47分(北京时间20时47分)对接国际空间站‘和谐’号(Harmony)节点舱。飞船向空间站运送了3吨左右的物资，包括科学实验材料和生活必需品。完成任务后，飞船将携带空间站宇航员的科研成果返回地球。对于该艘“龙”飞船和“猎鹰9”号运载火箭的第一级，这是第三次发射。

2015年2月欧洲航天局当天发表公报说，飞船在格林尼治时间14日13时40分(北京时间14日21时40分)与国际空间站脱离，并于格林尼治时间15日18时04分(北京时间16日2时04分)在南太平洋的无人区域上空焚毁，残骸落入太平洋中。飞船在脱离国际空间站时还带走大量空间站无法处理的废弃物，这也是欧洲航天局最后一艘自动货运飞船。2013年11月2日欧航局发表公报说，飞船在格林尼治时间28日8:55（北京时间28日20:55）与国际空间站脱离，并于格林尼治时间2日12:04（北京时间2日20：04）在太平洋的一处“无人区域”的上空烧毁，残骸落入太平洋中。是欧航局发射的第四艘自动货运飞船，以爱因斯坦的名字命名，重逾20吨，比第三艘自动货运飞船重500公斤，是欧洲有史以来发射的最重的航天器。

2020年5月21日，日本三菱重工业公司凌晨2点31分从鹿儿岛县种子岛宇宙中心将载有无人货运飞船“鹳”9号机的H2B火箭向国际空间站发射升空。“鹳”9号机在15分钟后进入预定轨道，发射获得成功。25日将抵达空间站。“鹳”飞船将把宇航员的食物和实验装置等约6吨物资运往空间站。“鹳”9号机计划在空间站逗留数十天，之后装载不用的物资进入大气层并燃尽。2015年08月19日，当地时间晚上8点50分，向国际空间站运送物资的无人货运飞船“鹳”5号机搭载的H2B火箭从鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空，之后“鹳”5号机在预定轨道脱离火箭，发射取得成功。