天舟六號

進入21世紀，世界上已有的空間貨運飛船主要包括俄羅斯的“進步號”系列貨運飛船、歐洲的自動轉移飛行器（ Automated Transfer Vehicle，ATV）、日本的軌道轉移飛行器（H-II Transfer Vehicle，HTV，有密封和半開放兩種型譜）、美國的“天鵝座”（Cygnus）貨運飛船和“龍”（Dragon）貨運飛船。

在中國空間站工程建設階段，中國需要研製、發射由多個艙段構成的空間站和為之提供發射運輸服務的運載火箭、載人飛船、貨運飛船，以及建造相應的地面支持系統，建成完整配套的空間站工程大系統。空間站建造完成後，進入運營和管理階段。該階段的主要任務是：開展長期、持續的載人航天活動和空間科學研究、空間應用、技術試驗等活動，充分發揮空間站應用效益；根據空間科學研究、空間應用和國際合作的需要，進行空間站擴展和載荷更換；對空間站進行維護維修和評估，延長使用壽命。

對中國空間站而言，貨運飛船補給任務週期被定為空間站任務週期，需要對其進行規劃，因為它的貨運能力直接影響空間站的運營成本和壽命。為此，中國在 2010年前後，開展了貨運飛船技術論證，對中國國外幾種成功的貨運飛船的總體設計進行深入分析，從中吸取經驗，並找出共性的設計問題作為參考和借鑑 ^[27]  。

天舟貨運飛船是中國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，主要任務是為空間站（空間實驗室）補加推進劑和運輸貨物，並將空間站廢棄物帶回大氣層燒燬。天舟貨運飛船採用型譜化方案，設計了全密封貨物艙、半密封貨物艙、全開放貨物艙和推進艙四個模塊，形成全密封、半密封和全開放貨運飛船3種型譜，滿足空間站不同貨物運輸需求 ^[28-29]  。

2022年，中國空間站已全面建成，中國載人航天工程“三步走”發展戰略已從構想成為現實。空間站組合體在軌穩定運行，天舟貨運飛船任務進入正常飛行階段 ^[26]  。

2012年7月，天舟貨運飛船系統進入初樣研製工作。在歷經兩年的研製試驗中，按照初樣研製技術流程，完成了電性船、結構熱控船、初樣船研製和半密封貨物艙結構生產，通過了各項測試和試驗考核，確定了正樣技術狀態，完成了正樣艙體結構投產和正樣準備工作 ^[28]  。

天舟六號的貨物艙做了比較大的改進，密封艙的貨物運輸能力會有大幅度提升，給航天員提供支撐的時間會進一步加長，可以兩年發射三艘貨運飛船就能滿足需求，經濟效益會有大幅提升。

2022年5月16日，天舟六號的設計工作已經完成，開始總裝 ^[1]  。

2023年3月12日消息，天舟六號貨運飛船已完成出廠有關工作、運往文昌航天發射場，計劃於5月實施發射 ^[5]  。

2023年4月13日，執行天舟六號飛行任務的長征七號遙七運載火箭安全運抵文昌航天發射場，後續將與先期已運抵的天舟六號貨運飛船一起開展發射場區總裝和測試工作。“長征七號”遙七運載火箭將於2023年5月搭載“天舟六號”貨運飛船將從海南文昌發射場201工位發射升空，飛船升空後採用快速交會對接模式對接於“天和”核心艙後向端口 ^[7-8]  。

2023年5月，天舟六號貨運飛船在文昌航天發射場發射進行貨運飛行任務主要用於上行航天員駐留物資、艙外服等出艙消耗物資；保障平台安全運行的維修備件和推進劑、應用任務各類載荷和樣品；並下行在軌廢棄物任務 ^[3]  。

2023年4月，國家知識產權局發佈關於核准“天舟六號飛行任務”等3件特殊標誌登記的公告。 ^[9] 

2023年5月，天舟5號貨運飛船撤離空間站組合體，給後續即將發射的天舟6號貨運飛船騰出與中國空間站對接的端口 ^[11]  。

北京時間2023年5月7日，天舟六號貨運飛船與長征七號遙七運載火箭組合體垂直轉運至發射區。文昌航天發射場設施設備狀態良好，後續將按計劃開展發射前的各項功能檢查、聯合測試等工作，計劃於近日擇機實施發射 ^[12]  。 ^[13]  5月9日，天舟六號貨運飛船任務組織了發射前系統間全區合練。各系統已經做好發射前準備工作。 ^[14] 

2024年1月12日，天舟六號貨運飛船順利撤離空間站組合體，轉入獨立飛行階段。將於近期擇機受控再入大氣層，貨運飛船絕大部分器件將在再入大氣層過程中燒蝕銷燬，少量殘骸將落入南太平洋預定安全海域。 ^[34] 

中國進入空間站應用與發展階段，貨運飛船系統將全密封貨運飛船拓展為標準型（8個貯箱）和改進型（4個貯箱）兩種狀態，根據空間站補加推進劑上行需求選用。

天舟六號貨運飛船為改進型全密封4個貯箱狀態，以天舟五號為基線進行了改進，將原非密封的後錐段更改為密封艙，以擴大密封艙裝載空間，提高密封艙貨物上行能力；取消了一層貯箱，原後錐段艙內設備調整至推進艙。改進後，整船物資裝載能力提高至7.4噸，上行載貨比提高至0.53。貨物艙密封艙裝載空間增加了4.4立方米，裝載能力增加了1.2噸。與空間站對接後，人可以直接進入後錐段密封艙，航天員取貨更加方便 ^[31]  。

從“天舟六號”開始，“天舟”系列飛船進入新的組批生產階段，安排研製生產了“天舟六號”至“天舟十一號”6艘飛船。本階段，“天舟”飛船進行了系統升級，對貨物艙進行了較大改進，大幅度增強密封艙的貨物運輸能力，給航天員提供的物資將可以支撐更長的時間。相較於此前批次，“天舟六號”飛船對密封艙的容積進行加大，運力提高了約500千克，將由此前“天舟五號”的6.9噸提升至約7.4噸。基於運力的提升，空間站任務“天舟”貨運飛船發射密度相應由此前的2次/1年調整為3次/2年 ^[26]  。

天舟六號貨運飛船長度為10.6米、總重13.5噸。整體由兩部分構成，下部為推進艙，上部為貨物艙，載貨量達7.4噸，是世界上運貨能力最強的貨運飛船之一。原來的貨物艙還有一部分非密封的艙段，天舟六號把非密封段的設備轉移到了推進艙。這樣密封艙內的運輸的空間就有很大提升，有效的裝載容積從18.1立方米提升到22.5立方米，相當於擴大了20% ^[25]  。

天舟六號飛船採用長征七號運載火箭發射升空。

長征七號是中國載人航天工程為滿足中國空間站工程發射貨運飛船而研製的新一代中型運載火箭，其前身是長征二號F運載火箭。長征七號火箭全長53米，採用“二級半”構型，芯一級、芯二級直徑3.35米，4個助推器直徑2.25米，採用液氧、煤油等無毒無污染燃料作為推進劑，火箭起飛質量約597噸，起飛推力727噸 ^[23]  。近地軌道（LEO）運載能力為14噸，700千米太陽同步軌道運載能力約5.5噸 ^[24]  。

自2016年首飛以來，長七火箭7次飛行任務全部取得成功，已完成6次天舟系列貨運飛船發射任務。本次任務中，長七火箭將測發流程由27天縮短至25天，進一步優化發射場工作流程 ^[23]  。

2023年5月10日21時22分，搭載天舟六號貨運飛船的長征七號遙七運載火箭，在中國文昌航天發射場點火發射，約10分鐘後，天舟六號貨運飛船與火箭成功分離並進入預定軌道，飛船太陽能帆板展開工作，發射取得成功。後續，天舟六號貨運飛船將與在軌運行的空間站組合體進行交會對接。 ^[15-18] 

北京時間2023年5月11日5時16分，天舟六號貨運飛船入軌後完成狀態設置，成功對接於空間站天和核心艙後向端口。交會對接完成後，天舟六號將轉入組合體飛行段 ^[19]  ；5月12日早上8時許，神舟十五號航天員乘組打開天舟六號貨運飛船艙門，按計劃開展貨物轉運等相關工作 ^[20]  。

2024年1月12日，天舟六號貨運飛船順利撤離空間站組合體，，並於獨立飛行期間，成功釋放大連理工大學試驗衞星。天舟六號貨運飛船將於近期擇機受控再入大氣層。貨運飛船絕大部分器件將在再入大氣層過程中燒蝕銷燬，少量殘骸將落入南太平洋預定安全海域。 ^[35-37] 

2024年1月19日20時37分，天舟六號貨運飛船受控再入大氣層。飛船絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷燬，少量殘骸落入預定安全海域。 ^[37] 

天舟六號此次運送的物資種類和過去相差不大，主要包括服裝、食品、飲用水等，其中新鮮水果的重量約70千克，是天舟五號攜帶水果重量的約兩倍，水果將同時保障神舟十五號和神舟十六號航天員乘組的食用需求 ^[25]  。天舟六號攜帶3人280天的航天員生活物資，裝載貨物約260件，運輸物資總重約5.8噸 ^[31]  。

天舟六號貨運飛船除了給航天員運送物資，還有一項重要的使命就是給空間站補加推進劑。該次天舟六號攜帶了1.75噸的推進劑，其中有700千克左右是要補加給空間站的 ^[25]  。

天舟六號的貨物清單裏有一組電推進氙氣瓶，可以作為空間站燃料推進劑的備份，為空間站日常維持軌道、調整姿態所用的電推進器補充工質，有效節省空間站推進劑消耗 ^[25]  。

天舟六號同時搭載了大連理工大學試驗衞星等多個項目和載荷，用於開展科學試驗和驗證 ^[31]  。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、應用實（試）驗裝置等物資，總重量超過7噸 ^{[18]  [20]}  。

天舟六號是中國載人空間站應用與發展階段發射的首發航天器；同時是中國改進型貨運飛船首發船；並且天舟六號到天舟十一號組批生產的首發貨運飛船 ^[30]  。

天舟六號開始，貨運飛船進行了系統升級，如對貨物艙進行比較大的改進，大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等，升級後，給航天員提供的物資將可以支撐更長的時間 ^[2]  。

天舟六號為代表的全密封型譜升級換代，天舟貨運飛船全密封、半密封半開放、全開放3個型譜結構更為合理、分工更為明晰：全密封型譜滿足空間站常規任務和日常需求；半密封型譜突出大型艙外設備和試驗載荷運輸能力，主要執行應急維修任務；全開放型譜實現超大型試驗載荷整體運輸，支持空間站發展重大科學任務能力。

改進後的貨運飛船不但增強了常規貨物運輸能力，而且為超規格大尺寸大質量、嚴苛運輸保障要求等特殊貨物和試驗載荷運送提供了諸多便利條件 ^[31]  。

天舟六號到十一號貨運飛船仍然採取組批研製生產模式。相比上一批次飛船，天舟六號整船改動較大。研製團隊在保質量、保成功的情況下提高效率，做到了“一步正樣”——即從產品設計、生產測試、試驗，再到最後飛上太空的，都是同一艘飛船。國產化和元器件自主可控一直是中國航天的一個工作重點和持續努力的方向，是中國航天科技實現高水平自立自強的題中之義。在新批次飛船研製工作中，研製隊伍紮實推動包括元器件、原材料、基礎機電產品全鏈條全方位自主可控，國產型號規格比例和數量比例均有大幅提升，實現了關鍵元器件100%國產化 ^[31]  。

2023年3月，2023年度載人航天飛行任務標識徵集活動落下帷幕。中國載人航天工程辦公室發佈2023年度天舟六號飛行任務標識。標識作者是笑傲天宮文化藝術（北京）中心 ^[6]  。

天舟六號飛行任務標識外圍藝術化處理為貨運飛船對接口輪廓，更具科技感；空間站設計使用不同角度來更好地表現和突出當前任務飛船狀態，並用黃色輪廓突出當前任務天舟六號飛船對接位置；空間站白色配色使其在深藍色背景中脱穎而出；任務飛船型號數字字體“6”設計彰顯了現代感、科技感，寓意速度和軌跡 ^[6]  。

天舟六號貨運飛船是中國載人空間站應用與發展階段發射的首發航天器，是改進型貨運飛船的首發船，同時也是天舟六號到十一號組批生產的首發貨運飛船，承擔着空間站物資保障、在軌支持和空間科學試驗的任務。相比上一批次貨運飛船，改進後的天舟六號“噸位更高”，整船物資裝載能力由6.9噸提高至7.4噸，上行載貨比由0.51提高至0.53。改進後的“天舟”是世界現役貨運飛船中運輸能力最大的，載貨比也是最高的 ^[22]  。（中國航天科技集團有限公司 評）