天舟一號(hào)“太空第二吻”到底有多難

本報(bào)特約記者 楊欣 肖建軍 本報(bào)記者 劉揚(yáng)

《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者從中國(guó)載人航天工程辦公室獲悉，6月19日14時(shí)55分，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船在成功完成與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的繞飛試驗(yàn)后，實(shí)現(xiàn)與天宮二號(hào)的第二次交會(huì)對(duì)接。這次試驗(yàn)為今后實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)飛船與大型空間站對(duì)接奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于未來的空間站建設(shè)具有重要意義。

6月19日9時(shí)37分，天舟一號(hào)繞飛試驗(yàn)開始實(shí)施。地面首先發(fā)送分離指令，天宮二號(hào)?？兀瑢?duì)接機(jī)構(gòu)解鎖，兩航天器分離（圖1）。天舟一號(hào)按程序逐步撤退至天宮二號(hào)后方5公里，并保持約90分鐘（圖2）。地面確認(rèn)航天器狀態(tài)正常后，發(fā)令控制天舟一號(hào)開始繞飛，從后向5公里繞飛至天宮二號(hào)前向5公里。在此期間，天舟一號(hào)完成偏航180度轉(zhuǎn)倒飛，天宮二號(hào)完成偏航180度轉(zhuǎn)正飛（圖3）。繞飛試驗(yàn)完成后，天舟一號(hào)加速趕到天宮二號(hào)前方，從前側(cè)與天宮二號(hào)進(jìn)行了第二次對(duì)接（圖4）。對(duì)接過程中，天舟一號(hào)離開位于天宮二號(hào)運(yùn)行前方5公里的停泊點(diǎn)，逐步接近至前方30米，之后與天宮二號(hào)對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸，完成對(duì)接試驗(yàn)（圖5）。

專家表示，此次貨運(yùn)飛船的繞飛及交會(huì)對(duì)接將為空間站建設(shè)積累更多的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，為未來復(fù)雜對(duì)接做準(zhǔn)備。之前中國(guó)進(jìn)行的航天器交會(huì)對(duì)接，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室或之前的天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器都需要進(jìn)行比較大幅度的姿態(tài)調(diào)整。而

中國(guó)未來的空間站建成后，其重量將近百噸，當(dāng)與飛船交會(huì)對(duì)接時(shí)，不可能為了適應(yīng)飛船而大幅度調(diào)整姿態(tài)，這就需要飛船自動(dòng)尋找空間站對(duì)接口，而天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船繞天宮二號(hào)的全自主繞飛就是為了驗(yàn)證該項(xiàng)技術(shù)。

專家表示，繞飛時(shí)需要飛行器進(jìn)行多次變軌和姿態(tài)機(jī)動(dòng)來完成，難度較大。繞飛主要應(yīng)用于空間站多個(gè)艙段組裝，或是載人飛船（貨運(yùn)飛船）已經(jīng)在某個(gè)對(duì)接口，需要騰空對(duì)接口等場(chǎng)景。繞飛技術(shù)需要確保航天器能從多個(gè)方向與空間站對(duì)接，是交會(huì)對(duì)接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，是空間站建造和運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

而且空間繞飛是兩個(gè)10噸左右的飛行器在以每小時(shí)29萬(wàn)公里的高速飛行過程中完成的，一旦發(fā)生碰撞，后果不堪設(shè)想，所以要求兩者的軌跡和姿態(tài)控制必須極為精準(zhǔn)。

另外，與之前神舟十號(hào)載人飛船在地面人員支持控制下進(jìn)行的繞飛不同，此次繞飛是貨運(yùn)飛船上的控制系統(tǒng)自主規(guī)劃完成的，這就要求它能規(guī)劃出最優(yōu)的繞飛軌跡，以消耗盡量少的燃料。這種全自主不僅大大減輕了地面支持人員的工作強(qiáng)度，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)測(cè)控區(qū)外的自主繞飛。▲