天舟系列貨運飛船(中國自主研製的貨運飛船)

天舟系列貨運飛船（英文：Tianzhou Cargo Spaceship）是中國空間技術研究院面向空間站建造和運營任務研製的貨運飛船，由長征系列火箭提供動力，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於預定區域。

天舟系列貨運飛船由貨物艙和推進艙組成，是載人空間站工程的重要組成部分，貨物艙用於裝載貨物，推進艙為整個飛船提供動力與電力；有全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開放貨運飛船3種型譜，滿足不同貨物運輸需求；具有自主快速交會對接、全自主軌控、自主管理、自主快速應急返回等功能，提高了物資補給的效率和安全性。

2024年1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場發射成功。天舟七號貨運飛船入軌後順利完成狀態設定，於2024年1月18日01時46分成功對接空間站天和核心艙後向連線埠。交會對接完成後，天舟七號將轉入組合體飛行段。天舟七號貨運飛船是2024年中國載人航天工程的首發任務。基於貨運飛船運載能力的提升和“精準補貨”的原則，貨運飛船的發射頻次將由1年2次最佳化為2年3次，進一步節約了天地運輸的成本。

基本介紹

• 中文名：天舟系列貨運飛船
• 外文名：Tianzhou Cargo Spaceship
• 研製國家：中華人民共和國
• 設計單位：中國空間技術研究院（航天五院）
• 總設計師：白明生
• 首次發射時間：2017年04月20日19時41分

研製歷程

歷史背景

• 第一艘貨運飛船

1978年1月20日，蘇聯拜科努爾航天中心成功發射人類第一艘貨運飛船——進步1號。發射兩天后，進步1號為禮炮6號提供補給任務成功，標誌著人類的空間站時代進入了一個新的紀元，從此使人類在太空的長期駐留成為可能。

• 中國探索

在中國載人航天工程“三步走”戰略的實施進程中，中國先後實現了載人天地往返、交會對接、航天員中長期駐留等關鍵技術的突破，而要全面邁入空間站時代，空間貨物運輸系統是必不可少的基礎工程。研製貨運飛船也成為航天人的又一使命。

• 工程立項

2010年底，貨運飛船工程立項論證工作啟動。中國航天科技集團空間技術研究院（五院）遞交了一套飛船研製方案參與競標。

發展戰略

1992年9月，中央決策實施載人航天工程，並確定了中國載人航天“三步走”的發展戰略：

第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間套用實驗；

第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術，發射空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間套用問題；

第三步，建造空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間套用問題。

研製進程

• 方案研製

2011年1月27日，貨運飛船的立項論證結束，進入方案研製階段。

• 名稱徵集

2011年4月25日，中國貨運飛船名稱徵集活動正式啟動。

2013年10月31日，貨運飛船公布命名：天舟，代號“TZ”。

• 初樣研製

2014年8月底，貨運飛船初樣研製完畢，天舟系列基本定型。

• 投產總裝

2014年9月，天舟貨運飛船進入正樣研製。正樣投產的只有一艘全封閉狀態貨運飛船，任務定位即為中國空間貨物運輸系統的首次飛行試驗。

2015年4月，正樣投產結束，天舟一號貨運飛船的結構、管路、內飾基本完成，中國首艘貨運飛船已現雛形。

2017年1月，天舟一號貨運飛船通過出廠評審，獲得產品合格證。

2017年11月，馮永任中國空間站貨運飛船系統總指揮。

系統組成

總體設計

天舟系列貨運飛船由貨物艙和推進艙組成。

天舟貨運飛船是載人空間站工程的重要組成部分，在充分繼承天宮一號目標飛行器和載人飛船技術的基礎上研製，主要任務是為載人空間站運輸貨物和補加推進劑，並將空間站廢棄物帶回大氣層燒毀。貨物艙用於裝載貨物，推進艙為整個飛船提供動力與電力。推進艙兩側各有一翼太陽能帆板三板。

型譜

• 綜述

天舟系列貨運飛船型譜包括全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開放貨運飛船。

• 全密封貨運飛船

貨物艙採用全密封結構的貨運飛船，主要執行密封加壓貨物（航天員生活貨物、試驗載荷、維修備件等）以及推進劑運輸任務。

• 半密封貨運飛船

貨物艙採用密封結構和非密封結構組成的貨運飛船。半密封貨運飛船除具備全密封貨運飛船的運輸能力外，可運送艙外非密封試驗載荷（如測控天線）以及艙外維修備件（如太陽電池翼）。

• 全開放貨運飛船

貨物艙採用非密封結構的貨運飛船。全開放貨運飛船用於運送空間站拓展艙段、大型天線等大型貨物。

發射動態

發射記錄

天舟貨運飛船發射記錄

名稱	運載火箭	發射時間	受控再入時間	發射場地
天舟一號	長征七號遙二運載火箭	2017年04月20日19時41分	2017年09月22日	中國文昌航天發射場
天舟二號	長征七號遙三運載火箭	2021年05月29日20時55分	2022年03月31日	中國文昌航天發射場
天舟三號	長征七號遙四運載火箭	2021年09月20日15時10分	2022年07月27日	中國文昌航天發射場
天舟四號	長征七號遙五運載火箭	2022年05月10日01時56分	2022年11月15日	中國文昌航天發射場
天舟五號	長征七號遙六運載火箭	2022年11月12日10時03分	2023年09月12日	中國文昌航天發射場
天舟六號	長征七號遙七運載火箭	2023年05月10日21時22分	2024年1月19日	中國文昌航天發射場
天舟七號	長征七號遙八運載火箭	2024年01月17日22時27分	-	中國文昌航天發射場
天舟八號	-	-	-	-
表格內容參考資料來源

發射任務

天舟一號

任務簡介	天舟一號於2017年4月20日發射，進入預定軌道；於2017年4月22日與天宮二號完成首次對接；於2017年9月22日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟一號貨運飛船
設計參數	天舟一號為全密封貨運飛船，採用貨物艙和推進艙兩艙構型，設計在軌壽命1年，飛船全長10.6米，最大直徑3.35米，最大裝載狀態下重量達13.5噸，由貨物艙和推進艙兩艙結構組成，運載能力為6噸。
任務意義	天舟一號宣告了中國航天邁進“空間站時代”，對於實現不懈追求的航天夢具有十分深遠的意義。
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天舟二號

任務簡介	天舟二號於2021年5月29日發射，進入預定軌道；於2021年5月30日與天和核心艙完成自主快速交會對接；於2022年3月31日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟二號飛行任務標識
設計參數	天舟二號採用兩艙構型，由貨物艙和推進艙組合而成，總長10.6米，最大直徑3.35米，最大起飛重量13.5噸，物資上行能力達6.9噸，載貨比0.51，在軌壽命不小於1年，供電能力不小於2700瓦。具備全相位自主交會對接能力，可多次完成推進劑在軌補加。
主要任務	天舟二號攜帶3名航天員3個月的消耗品、艙外航天服及平台物資，與核心艙進行對接；其在停靠空間站期間，按計畫開展了多項在軌試驗。
技術創新	天舟二號貨運飛船最佳化了平台設計，嚴格控制平台自身重量，最大程度提高貨物運輸能力；同時充分整合平台資源，滿足空間站推進劑在軌補加、航天員駐留資源補給以及設備維修維護更換等不同種類貨物運送需求；此外豐富了交會對接技術手段，實現全天候發射，入軌後可快速交會、全方位對接，形成空天應急快速回響能力，可以發揮平台在軌潛力，支持並配合空間站長期運行，開展空間科學試驗，實現在軌綜合套用。
任務意義	天舟二號是中國空間站關鍵技術驗證階段發射的首艘貨運飛船，也是中國空間站貨物運輸系統的第一次套用性飛行，為空間站在軌建造和運營管理積累了經驗。
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天舟三號

任務簡介	天舟三號於2021年9月20日發射，進入預定軌道；於2021年9月20日與空間站組合體完成自主快速交會對接；於2022年7月27日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟三號飛行任務標識
主要任務	天舟三號貨運飛船為空間站送去航天員生活物資、艙外航天服及出艙消耗品、空間站平台物資、部分科學實驗載荷和推進劑等約6噸物資。在軌運行期間，天舟三號貨運飛船先後與天和核心艙組合體進行了2次交會對接，進行了繞飛試驗。與天和核心艙組合體分離後，還開展了空間技術試驗。
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天舟四號

任務簡介	天舟四號於2022年5月10日發射，進入預定軌道；於2022年5月10日與空間站組合體完成自主快速交會對接；於2022年11月15日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟四號飛行任務標識
主要任務	天舟四號貨運飛船裝載了神舟十四號3名航天員6個月在軌駐留消耗品、推進劑、套用實（試）驗裝置和樣品材料、備品備件及部分載荷等物資，交會對接完成後，將轉入組合體飛行段。撤離空間站組合體後，還開展了相關空間技術試驗，為空間站在軌建造和運營管理積累了重要經驗。
任務意義	天舟四號是飛行任務空間站建設從關鍵技術驗證階段轉入在軌建造階段的首次發射任務，為空間站在軌建造和運營管理積累了重要經驗。
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天舟五號

任務簡介	天舟五號於2022年11月12日發射，進入預定軌道；於2022年11月12日與空間站組合體完成自主快速交會對接；於2023年9月12日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟五號飛行任務標識
主要任務	天舟五號貨運飛船裝載了神舟十五號3名航天員6個月的在軌駐留消耗品、推進劑、套用實（試）驗裝置等物資，還搭載了“澳門學生科普衛星一號”、宇航用氫氧燃料電池、空間寬能譜高能粒子探測載荷等試驗項目。
任務成果	“澳門學生科普衛星一號”立方星 天舟五號貨運飛船於2022年12月18日成功釋放“澳門學生科普衛星一號”立方星，該立方星在軌運行穩定，為粵港澳大灣區、海峽兩岸及全球各地業餘無線電愛好者提供了良好航天科學實踐平台，有力推動了內地和澳門在航天科普教育方面的深度合作和交流互動。 空間氫氧燃料電池在軌實驗 空間氫氧燃料電池在軌實驗取得成功，初步驗證了燃料電池能源系統在軌艙外真空、低溫及微重力條件下發電特性、變功率回響規律以及電化學反應的界面特性，為空間燃料電池能源系統研製和關鍵技術攻關提供了重要數據和理論支撐，未來將推動宇航燃料電池套用發展，為推進中國載人探月任務提供有力支持。 空間高能粒子探測載荷探測 空間高能粒子探測載荷完成首次艙外探測任務，該探測載荷是國際首次在空間探測領域突破了新型無機激發體探測關鍵技術，實現了高效中子測量和高精度中子/伽馬射線甄別；
任務意義	天舟五號貨運飛船首次實現了兩小時自主快速交會對接，創造了世界紀錄。這一技術突破對於提升中國空間交會對接水平，提升空間站任務應急物資補給能力具有重要意義。
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天舟六號

任務簡介	天舟六號於2023年5月10日發射，進入預定軌道；於2023年5月11日與空間站組合體完成交會對接；於2024年1月19日完成任務，進入大氣層燒毀 。	天舟六號飛行任務標識
主要任務	天舟六號貨運飛船裝載了神舟十六號和神舟十七號6名航天員在軌駐留消耗品、推進劑、套用實（試）驗裝置等物資，還搭載了大連理工大學試驗衛星等項目。
最佳化改進	天舟六號貨運飛船為提高貨物運輸能力，進行了最佳化改進，將貨運飛船發射需求由1年2次最佳化為2年3次，有效降低了運輸成本。
任務意義	天舟六號飛行任務是中國載人航天工程進入空間站套用與發展階段的首次飛行任務。
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天舟七號

任務簡介	天舟七號於2024年1月17日，進入預定軌道；於2024年1月18日與空間站組合體完成交會對接。	天舟七號飛行任務標識
任務標誌	設計方案說明 該方案標識正中的“7”色彩斑斕、直通遠方，象徵著我國航天事業在漫漫征程上勇往直前，在廣袤太空中書寫了濃墨重彩的一筆；空間站在路的盡頭隱約浮現，象徵本次天舟七號貨運飛船將與空間站完成對接。框線提取中國傳統雲紋進行設計，作為經典的吉祥圖案，寓意高升和如意。在萬千金色星辰的點綴下，滾滾祥雲在兩側舒展流動，護送畫面中心的天舟七號貨運飛船飛行，表達了對此次任務衷心的祝福。整體配色使用傳統中國色彩，框線金鑲玉的配色與中心的景泰藍相結合，二者形成鮮明反差，引人入勝。
主要任務	天舟七號主要任務為空間站補給物資，支持在軌科學實驗，同時將承擔整個組合體的姿態和軌道控制工作，為廢棄物的下行銷毀提供支持。並為神舟十七號航天員乘組送去龍年春節的“年貨”。
任務意義	天舟七號貨運飛船是2024年中國載人航天工程的首發任務。基於貨運飛船運載能力的提升和“精準補貨”的原則，貨運飛船的發射頻次將由1年2次最佳化為2年3次，進一步節約了天地運輸的成本。
表格內容參考資料來源

天舟八號

任務標誌	設計方案說明 該方案標識中，宇宙空間星光閃耀，照亮航天事業的漫漫征程，引領航天事業的蓬勃發展。標識將數字“8”與天舟飛船尾焰相結合，線條簡約突出主題。紅、黃、藍三色尾焰同時也展現了中國航天人無限的能量，也寓意了中國航天事業的包容性，以及為了促進世界航天事業的多樣性及和諧發展做出的努力。以中國藍作為標識的主色調，不同藍色凸顯宇宙空間的廣闊與神秘，輔以明亮色彩展示航天事業活力無限，能量滿滿。	天舟八號飛行任務標識
表格內容參考資料來源

技術創新

綜合能力

天舟系列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於國際現役貨運飛船。還突破了推進劑補加技術，是中國空間站組裝建造和運營的關鍵技術之一。

測控體制

天舟貨運飛船以天基測控體制為主的原則進行設計，實現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。

交會對接

飛船還具備自主快速交會對接能力，採用自主導引模式，完全依靠船上設備導航和控制，在6.5小時內自主規劃、多次變軌實現交會對接。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對接時俯仰和偏航方向能量緩衝消散難題，具備了與空間站全部構型對接適應能力。

燃料補加

考慮中國空間站長期在軌推進劑補加需求，天舟系列貨運飛船聯合空間站採用“增壓氣體回用+推進劑恆壓擠壓”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將貯箱氣腔內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，貨運飛船再以恆壓方式將推進劑輸送至被補加飛行器膜盒貯箱，並吹除連線管路推進劑和脫開連線管路，完成推進劑補加。

工程規劃

2022年1月，國務院新聞辦公室發布《2021中國的航天》白皮書指出：未來五年，中國將繼續實施載人航天工程，發射“問天”實驗艙、“夢天”實驗艙、“巡天”空間望遠鏡以及“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船，全面建成並運營中國空間站，打造國家太空實驗室，開展航天員長期駐留、大規模空間科學實驗、空間站平台維護等工作。深化載人登月方案論證，組織開展關鍵技術攻關，研製新一代載人飛船，夯實載人探索開發地月空間基礎。

總體評價

宇宙空間星漢燦爛、了無際涯，人類對太空的每一次叩問，都是新一次空間探索的開始。“天舟”將助力中國航天駛向更輝煌的未來，為人類探索太空作出更卓越的貢獻。（中國空間站貨運飛船系統總指揮馮永 評）