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“和舟共濟”:天舟二號與天和核心艙上演“太空之吻”

“和舟共濟”:天舟二號與天和核心艙上演“太空之吻”

2021年05月30日 05:36 來源:中國新聞網參與互動參與互動

視頻:天舟二號貨運飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接來源:中國新聞網

  中新網北京5月30日電 題:“和舟共濟”:天舟二號與天和核心艙上演“太空之吻”

  作者 郭超凱 薛英民

  5月30日5時01分,在成功發射約8小時后,天舟二號貨運飛船與中國空間站天和核心艙完成了全自主快速交會對接,在太空再次上演“浪漫之吻”。

  空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術之一,是實現空間站和空間運輸系統的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務的先決條件,復雜度高、精準度高、自主性要求高、安全性要求高。為掌握這項技術,中國航天人前赴后繼奮斗了近30年。

  “萬里穿針”神技再現

  天舟二號與天和核心艙的交會對接是中國在軌進行的第2次快速交會對接,“萬里穿針”技術再現太空。與2017年天舟一號與天宮二號的交會對接相比,此次交會對接又實現了新的技術升級。

  相較天舟一號,天舟二號增加了“全相位全自主交會對接方案”。中國航天科技集團五院專家解釋道,“全相位”就是無論目標飛行器在入軌時和空間站的相對位置有1/4圈、半圈,哪怕整圈,“天舟”都能以最快速度或者在規定時間點實現對接,而不用專門根據空間站的位置來選擇飛船發射時間,真正實現了全天候發射。

  “全自主”就是從飛船入軌到交會對接成功,全程不需要人工干預,船上控制器自主規劃完成。天舟一號在遠距離段需要人工輔助把飛船引導到距離天宮二號一定的位置,然后由飛船自主完成近距離交會對接。而天舟二號則增加了遠距離自主導引,飛船可以利用北斗導航的位置信息來實現遠距離的全自主導航計算及其制導與控制。

  換言之,以后天舟貨運飛船造訪空間站,這一過程中人只負責監視,整個交會和對接過程由“天舟”完全自主完成。

  自控、手控兩相宜

  手控交會對接和自動交會對接是空間交會對接系統的“左右手”,互為備份,是系統可靠性的重要保障。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設計了相對獨立的系統。

  盡管天舟二號是貨運飛船,但也裝備了手控系統,在貨運飛船與空間站交會對接的最后平移靠攏段,手控是重要的控制手段之一,具備支持空間站內航天員進行手控遙操作實現前向或后向的交會對接或撤退撤離的能力。

  一旦自動交會對接模式故障時,控制系統可以轉為手控遙操作模式,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,實現貨運飛船規避空間站或安全、準確地與空間站對接。

  為保證系統整體可靠性,天舟貨運飛船的自控與手控系統間通過設計不同的信息接口實現了相互故障隔離,但必要時又可以實現可靠的模式切換。

  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前,中國航天科技集團五院502所科研人員就瞄準空間站建設必須的交會對接技術開始攻關。

  至2011年11月,神舟八號成功完成了與天宮一號的兩次自動交會對接。2012年6月,神舟九號在航天員劉旺的操控下與天宮一號成功實現手控交會對接,標志著中國突破相對導航、制導、控制和交會對接相對測量敏感器等一系列關鍵技術,成為世界上第3個獨立掌握交會對接的國家。

  2016年,作為交會對接的一項必要相關技術,在神舟十號任務中驗證了繞飛技術。2017年,天舟一號和天宮二號快速交會對接在軌試驗圓滿成功,使中國成為世界上第3個掌握近地快速交會對接的國家。

  之后,研發團隊用幾年時間在自主性、可靠性等多方面對交會對接技術進行完善,至天舟二號與天和核心艙對接,502所三代研發人員已經前赴后繼奮斗了近30年。

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

【編輯:田博川】
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