從下單到收貨，你最快的一次紀錄用了多長時間？對我來說，能次日收到就算是很快了，但是，咱們太空當中的航天員，最快的收貨的紀錄卻只有兩小時。是不是相當夸張？我第一次聽到也是很吃了一驚，原來現在送天上比送地上還要快了。不過轉念一想，人家用的是火箭，不快就怪了。
這個最快上天包裹的紀錄是天舟五號在2022年11月12日完成的，它也由此開啟了人類航天器交會對接用時的“兩小時”時代，真的是把都市圈玩上了天呀。說起來好像挺容易的樣子，動不動就打破了一個紀錄，但實際上呢，它到底有多難？我來把事實給大家一擺你們就清楚了。首先，這需要對接的兩個物體身處400公里以上的高空；其次，它們倆可不是靜止的，而是以每秒大約7.9公里的速度在高速飛奔；然后，它倆需要對在一起，或者說，瞄準的目標面積只有多大呢？一個直徑80厘米的圓。說這是在太空當中穿針一點也不過吧。
天舟系列飛船采用的是自主對接方式，你可以照著無人駕駛的概念來理解。它通過激光測距儀、光學成像儀、姿態控制系統、推進系統等多個系統的協同作用，完成對接任務。當然，在自主對接過程中，如果出現異常情況，飛船可以自動中斷對接，等待人工干預。但這種情況呢，迄今并沒有出現過。這幾個系統具體是這么配合的——當天舟系列飛船進入空間站近距離區域，準備進行對接時，它會通過激光測距儀和光學成像儀對空間站進行精確的測距和成像，以獲取空間站的準確位置、姿態和運動狀態等信息。激光測距儀使用的是激光束進行測距，其原理類似于測量聲波或雷達，可以非常精確地測定目標的距離和速度。
天舟五號發射，配圖來自圖蟲網
光學成像儀則是通過攝像頭和鏡頭對空間站進行拍照和成像，以獲取空間站的形態和姿態信息。在獲取了空間站的準確位置和姿態信息后，天舟系列飛船會通過姿態控制系統進行精準的姿態調整，使其對接口朝向空間站的對接口，并保持相對姿態穩定。姿態控制系統主要包括飛行控制系統和動力控制系統，可以對飛船的姿態、位置和速度等參數進行實時控制，以確保對接的成功。
最后，天舟系列飛船會通過推進系統進行微調，以確保對接機構準確地對準空間站的對接口。推進系統可以控制飛船的速度和方向，使其緩慢地接近空間站，并在最后幾厘米的范圍內進行微調和對準。這樣，對接機構就可以自動完成對接任務，并在對接后將兩者鎖定在一起，形成一個臨時的整體。于是，航天員就能進入其中，拿到來自地面的“家鄉貨”了。而且，家鄉貨還不少哦，除了給航天員吃的用的，還有一大部分是專門留給空間站自己的，為它補充推進劑。
其實，咱們中國的天舟貨運飛船，每一艘都比上一艘有所升級。就比如馬上將在海南文昌發射升空的天舟六號，相比起去年的五號，就大大的升級了運力。它的載貨量已經從6.9噸提高到了7.4噸，算是世界上運貨能力最強的貨運飛船之一了。
除了中國的天舟， 還有哪些太空快遞的存在呢？俄羅斯有進步號飛船，它最早是為禮炮-6號空間站運輸物資的，由可以載人的聯盟飛船改造而成，所以，也繼承了其三艙式的結構。 位于最前部、處在聯盟號飛船軌道艙位置的是貨物艙，用來存儲各類貨物。當進步號與空間站對接后，空間站的宇航員會穿過對接艙口進入貨物艙，將送來的“快遞包裹”們搬出。之后，再將空間站需要拋棄的廢物轉移到貨物艙中。在飛船返回大氣層的過程中，這些廢物將隨飛船一同燒毀。位于飛船中部、聯盟號返回艙位置的，是進步號的補加艙，這里貯存著給空間站補充的燃料、氧化劑和水，而進步號的貨物艙和補加艙一次總共可以運輸約2.3~2.5噸貨物。當進步號與空間站對接后，以補加艙里存貯的液體通過對接環上的液體連接器轉移到空間站自身的推進系統中。直到現在，改進型號的進步號還在為國際空間站服務著。
美國呢，則在航天飛機退役多年空窗了很久之后，終于迎來了SpaceX的龍飛船。它由兩個艙段組成，位于飛船前方的錐形加壓艙用來運輸一般的補給品。位于飛船尾部的非加壓艙，用來運輸安裝在空間站外部、不需要運進空間站加壓環境內的貨物。可能與其他所有的貨運飛船不同，它的加壓艙采用了反向推進技術，是可以進行精確著陸和回收重復利用的。于是，龍飛船就能實現雙向快遞了。一方面，把地上的貨物送上天，另一方面，再把天上的貨物，比方說在太空中做實驗時獲取的樣品送回地面進行進一步的分析。能力確實要更強一些。
除了美、俄兩國，歐空局還有他們的ATV飛船、日本航天局也有他們的HTV飛船，在載貨、運油、自主對接方面，和國際同行們處于大致相當的水平。
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者：科學火箭叔
審核：劉勇（中國科學院國家空間科學中心研究員）
出品：中國科協科普部
監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
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