天舟一號與天宮二號將上演三次“太空之吻”

　　新華社北京４月２０日新媒體專電（記者喻菲、劉陸）４月２０日發(fā)射的中國第一艘貨運(yùn)飛船天舟一號將與天宮二號空間實(shí)驗室在大約５個月的時間里開展三次交會對接、三次在軌加注試驗，中國向著練就航天器交會對接獨(dú)門絕活的更高標(biāo)準(zhǔn)發(fā)起了沖擊。

　　“要把交會對接技術(shù)掌握得很熟練，未來空間站建設(shè)才能更有底氣！”中國航天科技集團(tuán)公司五院天舟一號副總設(shè)計師張強(qiáng)說。

　　“分則弱、合則強(qiáng)”的生存法則在茫茫宇宙同樣適用，為了建起一座性能強(qiáng)大、穩(wěn)定可靠、經(jīng)久耐用的“太空之家”——中國載人空間站，需要把多個單獨(dú)發(fā)射的航天器在太空組合起來，實(shí)現(xiàn)１＋１〉２的效果，而交會對接技術(shù)是其中的關(guān)鍵。

　　天舟一號與天宮二號的太空之吻（賀萌繪圖）

　　中國是繼美國、俄羅斯之后第三個獨(dú)立掌握近地軌道交會對接技術(shù)的國家。神舟飛船、空間實(shí)驗室、天舟一號的締造者——中國航天科技集團(tuán)公司五院的專家介紹說，從２０１１年到２０１３年，神舟八號、神舟九號、神舟十號分別與天宮一號完成了交會對接任務(wù)，系統(tǒng)驗證了自動交會對接、人控／手動交會對接等關(guān)鍵支撐技術(shù)。２０１６年，神舟十一號與天宮二號完成交會對接任務(wù)，完成了航天員中長期在軌駐留，更標(biāo)志著中國交會對接技術(shù)走向成熟應(yīng)用階段。

　　那么天舟一號與天宮二號即將開展的三次交會對接又有什么特點(diǎn)呢？

　　天舟一號貨運(yùn)飛船（中國航天科技集團(tuán)公司五院供圖）

　　第一次：耀眼陽光下的“太空之吻”

　　中國航天科技集團(tuán)公司五院技術(shù)專家劉宗玉博士介紹說，天舟一號的交會對接能力，比它的神舟飛船“兄弟們”已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。天舟一號與天宮二號在飛行軌道的任意相位差條件下均可實(shí)現(xiàn)完美對接。另外，本次天舟一號新增加了星敏感器，將確保貨運(yùn)飛船交會對接過程中姿態(tài)更加精準(zhǔn)。由于貨運(yùn)飛船發(fā)動機(jī)的配置數(shù)量、推力大小和神舟飛船都不一樣，所以本次交會對接實(shí)際上是對現(xiàn)有技術(shù)的又一次驗證。

　　劉宗玉說，這次交會對接還有一個比較顯著的特點(diǎn)，就是新研制的光學(xué)成像敏感器首次在陽照區(qū)開展工作，這要求敏感器等設(shè)備在已經(jīng)非常明亮刺眼的環(huán)境下找到標(biāo)識目標(biāo)，好比人們對著陽光看天上的景物，考驗比之前更高，這次試驗將有力檢驗中國交會對接“全天時”作戰(zhàn)能力。

　　天舟一號與天宮二號對接模擬圖（中國航天科技集團(tuán)公司五院供圖）

　　第二次：全自動繞飛后的前向?qū)?/strong>

　　完成第一次交會對接不久，天舟一號和天宮二號將進(jìn)行“眼花繚亂”的太空芭蕾，天宮二號轉(zhuǎn)體一百八十度，天舟從天宮二號下方繞飛，同時轉(zhuǎn)體一百八十度，加速趕到天宮二號前方，最終從前向與天宮二號進(jìn)行第二次交會對接。

　　天舟一號副總設(shè)計師張強(qiáng)說，繞飛是一種高難度的太空動作，需要飛行器進(jìn)行多次變軌和姿態(tài)機(jī)動來完成。繞飛主要應(yīng)用于空間站多個艙段組裝，或是載人飛船、貨運(yùn)飛船已經(jīng)在某個對接口，需要騰空對接口時。

　　他說，天舟一號這次繞飛后的前向?qū)?，就是為了確保未來航天器能從多個方向與空間站對接而進(jìn)行的演練，今后中國的空間站建設(shè)，不僅規(guī)劃了前后向?qū)樱€有垂直對接。

　　張強(qiáng)說，與之前神舟十號完成過的繞飛不同，此次貨運(yùn)飛船繞飛是一次全自動繞飛，即當(dāng)繞飛指令發(fā)出，飛船上制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的計算機(jī)便開始自主規(guī)劃出最優(yōu)繞飛軌跡，自主進(jìn)行變軌控制，自動進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動，不需要地面人員干預(yù)。

　　“如果把神舟十號的繞飛比作是技術(shù)人員‘領(lǐng)著’航天器走路，那么此次貨運(yùn)飛船的繞飛則是技術(shù)人員‘看著’航天器獨(dú)立走路。”張強(qiáng)說。

　　遨游太空的天舟一號貨運(yùn)飛船（中國航天科技集團(tuán)公司五院供圖）

　　第三次：中國首次快速交會對接

　　在任務(wù)末期，中國航天科研人員還特別為天舟一號安排了一次“以快制勝”的交會對接試驗。同以往神舟飛船交會對接需要大約２天時間相比，天舟一號將進(jìn)行快速交會對接試驗，將驗證從入軌到交會對接成功僅需要大約６個小時的系列支撐技術(shù)。

　　張強(qiáng)說，這一技術(shù)一旦驗證成功，將大大縮短航天員在飛船上狹小空間中滯留的時間，減少航天員不必要的體力與精力付出；可以保障科研用品，特別是生物制劑等無法經(jīng)歷長期運(yùn)輸?shù)呢浧繁M快送達(dá)空間站。尤其在未來載人空間站等航天器突遇緊急情況時，快速交會對接可以快速地對故障實(shí)施搶修與緊急救援等工作，極大地保證航天員生命安全。

　　臺上一分鐘，臺下十年功。為了練就“快、準(zhǔn)、好”的交會對接秘籍，航天科研人員突破了航天器自主導(dǎo)航測軌、定軌、自主快速制導(dǎo)等技術(shù)，將復(fù)雜的測定軌算法和遠(yuǎn)距離導(dǎo)引技術(shù)工程化，把原來遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段需要地面干預(yù)的工作交由航天器的星上計算機(jī)自主進(jìn)行。在飛船入軌后，所有的測定軌、制導(dǎo)律計算、控制實(shí)施策略等均由飛船自主計算，無需地面干預(yù)，幾個小時就可以完成交會對接任務(wù)。

　　據(jù)專家介紹，交會對接技術(shù)的用武之地不僅局限于載人空間站建設(shè)，在中國進(jìn)行遙遠(yuǎn)深空探測任務(wù)中也將發(fā)揮巨大作用。

　　中國航天科技集團(tuán)公司五院航天器設(shè)計專家邵立民說：“交會對接是一種通用的技術(shù)，今年除了服務(wù)載人航天工程外，還將支撐即將開展的嫦娥五號月球采樣返回任務(wù)。未來，交會對接技術(shù)成果還將廣泛應(yīng)用于多飛行器組合等方面。”

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