货运飞船(向空间站补给食物等的航天器)

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。

国际上第一艘货运飞船是的“进步”号货运飞船。于1978年1月20日发射成功，飞船交会对接系统采用“联盟T”的设计，2017年4月20日，中国第一艘货运飞船成功发射，天舟一号采用货物舱和推进舱两舱构型，最大物资运输能力为6.5t。现役的货运飞船型号有俄罗斯“进步MS-31”号，美国“天鹅座”号，中国“天舟九号”等。

主要任务

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。

其主要任务有：

一、补给空间站的推进剂消耗，空气泄漏，运送空间站维修和更换设备，延长空间站的在轨飞行寿命；

二、运送航天员工作和生活用品，保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作；

三、运送空间科学实验设备和用品，支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。

研发历程

俄罗斯

进步号

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。“进步”货运飞船不可回收，一般在完成补给任务后，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。截至2017年，共进行135次发射飞行，对接过多个空间站。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。

渡船号

2006年4月21日报道，俄“能源”火箭航天集团正在研制可重复使用的新一代货运飞船，以替代已经使用了２０多年的“进步”系列货运飞船。“能源”集团第一副总裁斯特列卡洛夫介绍说，新一代货运飞船名为“渡船”。这种飞船能运送30吨货物，而“进步”飞船只能运载约2.5吨货物。“渡船”还能在很长一段时间内重复使用，与只能为航天器运一次货的“进步”飞船相比，能大大降低飞船的发射成本及其在太空运输的成本。

按照设计，空载的“渡船”将被运载火箭送至距地面约200公里的近地驻留轨道，并停留在该轨道内，需运载的货物被装在专门的“集装箱”内通过其他火箭送入太空轨道。此后，“渡船”会用其两个对接口中的一个与货箱对接，然后将其运送到国际空间站等指定位置.这种货运飞船还能携带装满空间站垃圾的货箱返回近地驻留轨道，然后抛掉货箱并停在驻留轨道等候下一批货物。被抛掉的货箱会在地球稠密大气中烧毁，其残骸将坠入指定的太平洋海域。

据介绍，“渡船”既能接纳装有饮食、燃料等货物的密封货箱，又能接纳装载太阳能电池板等大规格设备和服务系统的非密封货箱。“渡船”可能用于运送大型航天器构件，以便在太空中组装空间站和能在星际间飞行的宇宙飞船。除了“渡船”以外，俄“能源”集团还在开发可多次使用的新一代载人飞船试验船——“快速帆船”，以替代已使用多年的“联盟”系列载人飞船。

美国

2010年12月8日，美国私营SpaceX(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。

“天鹅座”货运飞船为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。

2023年8月1日，美国航空航天局报告说，当地时间1日晚，诺斯罗普-格鲁门的“天鹅座”货运飞船从弗吉尼亚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。

欧洲

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

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美国航空航天局的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。

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。

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大量采用国产器件和经过飞行验证的民用器件。

中国

中国的天舟系列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”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，天舟系列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”已经与天宫二号进行了交会对接、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。

基本性能参数

俄罗斯

“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。

美国

“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SpaceX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。

欧洲

“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。

日本

“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。

中国

“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。

发展趋势

发射纪录

俄罗斯飞船

2022年2月15日，“进步MS-19”货运飞船从哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场发射升空，为国际空间站运送了仪器设备、常规物资、燃料等约1600公斤的货物，并把6颗纳米卫星运到了国际空间站。10月24日，该飞船结束任务脱离国际空间站进入大气层，未燃尽的飞船构件坠入南太平洋非航行水域。

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。

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。8月23日，“进步MS-24”货运飞船于由“联盟-2.1A”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场发射升空，向国际空间站运送了2500公斤货物，包括各类设备、燃料、氮气、水、衣物和食品等。

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2024年2月13日5时9分，“进步MS-24”货运飞船与国际空间站俄罗斯舱段“星辰”号分离。8时17分，其推进系统开始启动，飞船脱离轨道并在大气层中解体。2月15日，俄罗斯航天国家集团公司网站称，俄当天发射了“进步MS-26”货运飞船，为国际空间站送货。6月1日14时43分，“进步MS-27”货运飞船与国际空间站俄罗斯舱段的“搜索”号模块完成自动对接。

莫斯科时间2025年7月3日22时33分，搭载“进步MS-31”货运飞船的“联盟-2.1a”运载火箭从位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场第31号发射台成功发射升空。“进步MS-31”货运飞船向国际空间站运送2625公斤的物资，包括950公斤为空间站补给的燃料，420升饮用水，50公斤压缩氮气，以及1205公斤的设备、器材、服装、食物、药品和卫生用品等。

美国飞船

2023年8月1日，美国航空航天局报告说，当地时间1日晚，诺斯罗普-格鲁门的“天鹅座”货运飞船从弗吉尼亚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，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：“SpaceX(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。

欧洲飞船

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。

日本飞船

2009年9月11日，日本宇航探索局（JAXA）使用H-2B火箭从种子岛航天中心将H2转移飞行器（HTV）发射升空。其上载有食品、衣物等生活用品。这是HTV首次展示重要的轨道对接能力，也是日本首次向载人太空站发射飞船。HTV长10米（33英尺），宽4.3米（14英尺），发射重量15.9吨（35000磅）。这是第一艘携带了加压货物和非加压货物的无人货运飞船。HTV预计进行7次飞行，每年一次，日本每年建造两艘HTV。

2011年1月，日本第二艘货运飞船HTV2（KOUNOTORI-2），为国际空间站送去重约5吨的物资，包括食物、水与供航天员使用的实验设备。并于日本时间30日正午后返回大气层内烧毁。

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。

2020年5月21日，三菱重工公司凌晨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。

2023年3月7日上午，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）在鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射了新一代主力运载火箭H3，因二级火箭未能点火，发射宣告失败。

中国飞船

2021年9月20日15时10分，搭载天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭，在文昌航天发射场点火发射，约597秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，15时22分，飞船太阳能帆板顺利展开且工作正常，发射取得圆满成功。

2022年5月10日1时56分，从文昌航天发射场出发，中国第四艘货运飞船——天舟四号由长征七号遥五运载火箭成功发射升空。

2022年11月12日，由中国航天科技集团一院抓总研制的长征七号运载火箭将天舟五号货运飞船顺利送入预定轨道。天舟五号是中国第5艘货运飞船。此次任务也是天舟系列货运飞船与长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的第4次应用性飞行。天舟五号上装载了航天员系统、空间站系统、空间应用领域的货物共计约5吨，携带补加推进剂约1.4吨，为神舟十五号乘组3人6个月在轨驻留、空间站组装建造和空间应用领域提供物资保障。同时，天舟五号还搭载多项试验载荷。

2023年5月10日晚21时22分，中国空间站应用与发展阶段的首发航天器——天舟六号货运飞船，在海南文昌航天发射场发射升空，发射任务取得圆满成功。天舟六号不仅是中国载人空间站应用与发展阶段发射的首发航天器，还是中国改进型货运飞船首发船，也是天舟六号到天舟十一号组批生产的首发货运飞船。

2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号的长征七号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟七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，发射取得圆满成功。2024全年，中国陆续实施天舟七号、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等飞行任务。全年中国累计发射运载火箭68次，天舟七号成功在轨验证了3小时首次交会对接模式，天舟八号增加了200多升的装载空间和100多千克的载货量。

2025年，中国载人航天工程推进空间站应用与发展和载人月球探测两大任务。工程规划了2次载人飞行任务和1次货运飞船补给任务。7月15日5时34分，搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，发射取得圆满成功。此次天舟九号计划实施3小时快速交会对接，对接于核心舱后向端口，向神舟二十号航天员乘组送上新一批补给，其中包括可支持3名航天员在轨生活9个月所需的物资、平台设备、推进剂、科学载荷等。其间，还会配合空间站完成轨道及姿态调整、开展空间科学试验，并为航天员提供物资存储及空间扩展服务。此次任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第4次货运补给任务，是工程立项实施以来的第36次发射任务，也是长征系列运载火箭的第584次飞行。

参考资料

Antares launches Cygnus cargo spacecraft on first CRS-2 mission.spacenews.2023-11-23

独家视频丨天舟九号货运飞船发射任务取得圆满成功.央视新闻客户端.2025-07-15

俄“进步MS-31”货运飞船发射升空进入预定轨道.光明网-今日头条.2025-07-15

403 Forbidden.新华网.2023-11-23

天舟一号将成为中国航天史上的又一个里程碑.国际在线-今日头条.2025-07-18

俄正在研制可重复使用的货运飞船.国家航天局.2025-07-18

北京天问空间科技有限公司.天问.2023-11-23

欧洲第二艘自动转移飞行器将于2月中旬发射.中国载人航天工程.2023-11-23

欧洲第二艘自动转移飞行器同国际空间站分离.中国载人航天工程.2023-11-23

欧洲ATV-3顺利发射前往国际空间站.中国载人航天工程.2023-11-23

欧洲ATV-3货运飞船成功脱离国际空间站.中国载人航天工程.2023-11-23