天舟二號(hào)與天和核心艙上演“太空之吻”

　　中新網(wǎng)北京5月30日電 題：“和舟共濟(jì)”：天舟二號(hào)與天和核心艙上演“太空之吻”

　　作者 郭超凱 薛英民

　　5月30日5時(shí)01分，在成功發(fā)射約8小時(shí)后，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與中國空間站天和核心艙完成了全自主快速交會(huì)對(duì)接，在太空再次上演“浪漫之吻”。

　　空間交會(huì)對(duì)接是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營(yíng)救等在軌服務(wù)的先決條件，復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高、自主性要求高、安全性要求高。為掌握這項(xiàng)技術(shù)，中國航天人前赴后繼奮斗了近30年。

　　“萬里穿針”神技再現(xiàn)

　　天舟二號(hào)與天和核心艙的交會(huì)對(duì)接是中國在軌進(jìn)行的第2次快速交會(huì)對(duì)接，“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。與2017年天舟一號(hào)與天宮二號(hào)的交會(huì)對(duì)接相比，此次交會(huì)對(duì)接又實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)升級(jí)。

　　相較天舟一號(hào)，天舟二號(hào)增加了“全相位全自主交會(huì)對(duì)接方案”。中國航天科技集團(tuán)五院專家解釋道，“全相位”就是無論目標(biāo)飛行器在入軌時(shí)和空間站的相對(duì)位置有1/4圈、半圈，哪怕整圈，“天舟”都能以最快速度或者在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，而不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)了全天候發(fā)射。

　　“全自主”就是從飛船入軌到交會(huì)對(duì)接成功，全程不需要人工干預(yù)，船上控制器自主規(guī)劃完成。天舟一號(hào)在遠(yuǎn)距離段需要人工輔助把飛船引導(dǎo)到距離天宮二號(hào)一定的位置，然后由飛船自主完成近距離交會(huì)對(duì)接。而天舟二號(hào)則增加了遠(yuǎn)距離自主導(dǎo)引，飛船可以利用北斗導(dǎo)航的位置信息來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的全自主導(dǎo)航計(jì)算及其制導(dǎo)與控制。

　　換言之，以后天舟貨運(yùn)飛船造訪空間站，這一過程中人只負(fù)責(zé)監(jiān)視，整個(gè)交會(huì)和對(duì)接過程由“天舟”完全自主完成。

　　自控、手控兩相宜

　　手控交會(huì)對(duì)接和自動(dòng)交會(huì)對(duì)接是空間交會(huì)對(duì)接系統(tǒng)的“左右手”，互為備份，是系統(tǒng)可靠性的重要保障。因此神舟載人飛船從研制之初就按照不同的邏輯分別為兩套系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。

　　盡管天舟二號(hào)是貨運(yùn)飛船，但也裝備了手控系統(tǒng)，在貨運(yùn)飛船與空間站交會(huì)對(duì)接的最后平移靠攏段，手控是重要的控制手段之一，具備支持空間站內(nèi)航天員進(jìn)行手控遙操作實(shí)現(xiàn)前向或后向的交會(huì)對(duì)接或撤退撤離的能力。

　　一旦自動(dòng)交會(huì)對(duì)接模式故障時(shí)，控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)為手控遙操作模式，空間站上的航天員可以通過“遙操作”，以遙控的方式“駕駛”飛船，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)飛船規(guī)避空間站或安全、準(zhǔn)確地與空間站對(duì)接。

　　為保證系統(tǒng)整體可靠性，天舟貨運(yùn)飛船的自控與手控系統(tǒng)間通過設(shè)計(jì)不同的信息接口實(shí)現(xiàn)了相互故障隔離，但必要時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)可靠的模式切換。

　　近三十年磨一劍

　　為了早日建成中國人自己的空間站，在中國載人航天工程立項(xiàng)前，中國航天科技集團(tuán)五院502所科研人員就瞄準(zhǔn)空間站建設(shè)必須的交會(huì)對(duì)接技術(shù)開始攻關(guān)。

　　至2011年11月，神舟八號(hào)成功完成了與天宮一號(hào)的兩次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。2012年6月，神舟九號(hào)在航天員劉旺的操控下與天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)手控交會(huì)對(duì)接，標(biāo)志著中國突破相對(duì)導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制和交會(huì)對(duì)接相對(duì)測(cè)量敏感器等一系列關(guān)鍵技術(shù)，成為世界上第3個(gè)獨(dú)立掌握交會(huì)對(duì)接的國家。

　　2016年，作為交會(huì)對(duì)接的一項(xiàng)必要相關(guān)技術(shù)，在神舟十號(hào)任務(wù)中驗(yàn)證了繞飛技術(shù)。2017年，天舟一號(hào)和天宮二號(hào)快速交會(huì)對(duì)接在軌試驗(yàn)圓滿成功，使中國成為世界上第3個(gè)掌握近地快速交會(huì)對(duì)接的國家。

　　之后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)用幾年時(shí)間在自主性、可靠性等多方面對(duì)交會(huì)對(duì)接技術(shù)進(jìn)行完善，至天舟二號(hào)與天和核心艙對(duì)接，502所三代研發(fā)人員已經(jīng)前赴后繼奮斗了近30年。

　　隨著天舟二號(hào)和天和核心艙首次“太空牽手”成功，中國的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)也迎來了新的歷史階段。(完)