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飛船天舟一號將與天宮二號空間實驗室在大約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門絕活的更高標準發(fā)起了沖擊。

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

　　“分則弱、合則強”的生存法則在茫茫宇宙同樣適用，為了建起一座性能強大、穩(wěn)定可靠、經(jīng)久耐用的“太空之家”——中國載人空間站，需要把多個單獨發(fā)射的航天器在太空組合起來，實現(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立掌握近地軌道交會對接技術(shù)的國家。神舟飛船、空間實驗室、天舟一號的締造者——中國航天科技集團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，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，完成了航天員中長期在軌駐留，更標志著中國交會對接技術(shù)走向成熟應用階段。

　　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呢？

　　天舟一號貨運飛船（中國航天科技集團公司五院供圖）

　　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，將確保貨運飛船交會對接過程中姿態(tài)更加精準。由于貨運飛船發(fā)動機的配置數(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，就是新研制的光學成像敏感器首次在陽照區(qū)開展工作，這要求敏感器等設備在已經(jīng)非常明亮刺眼的環(huán)境下找到標識目標，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行第二次交會對接。

　　天舟一號副總設計師張強說，繞飛是一種高難度的太空動作，需要飛行器進行多次變軌和姿態(tài)機動來完成。繞飛主要應用于空間站多個艙段組裝，或是載人飛船、貨運飛船已經(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)樱褪菫榱舜_保未來航天器能從多個方向與空間站對接而進行的演練，今后中國的空間站建設，不僅規(guī)劃了前后向?qū)樱€有垂直對接。

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

　　“如果把神舟十號的繞飛比作是技術(shù)人員‘領著’航天器走路，那么此次貨運飛船的繞飛則是技術(shù)人員‘看著’航天器獨立走路?！睆垙娬f。

　　遨游太空的天舟一號貨運飛船（中國航天科技集團公司五院供圖）

　　第三次：中國首次快速交會對接

　　在任務末期，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)歷長期運輸?shù)呢浧繁M快送達空間站。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、好”的交會對接秘籍，航天科研人員突破了航天器自主導航測軌、定軌、自主快速制導等技術(shù)，將復雜的測定軌算法和遠距離導引技術(shù)工程化，把原來遠距離導引段需要地面干預的工作交由航天器的星上計算機自主進行。在飛船入軌后，所有的測定軌、制導律計算、控制實施策略等均由飛船自主計算，無需地面干預，幾個小時就可以完成交會對接任務。

　　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，在中國進行遙遠深空探測任務中也將發(fā)揮巨大作用。

　　中國航天科技集團公司五院航天器設計專家邵立民說：“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。未來，交會對接技術(shù)成果還將廣泛應用于多飛行器組合等方面。”

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