從兩天到7小時，萬里穿針加速度

崔霞　文為明　陶嘉樹　鄂曉峰　邵帥　楊欣　宋星光　彭越鉑　泮威宇

空間交會對接技術(shù)是一個國家航天技術(shù)實力的集中體現(xiàn)。2022年7月24日，問天實驗艙與天和核心艙組合體交會對接成功，歷時13個小時。而2022年6月5日，神舟十四號載人飛船與天和核心艙對接只用了7個小時。要知道，在11年前，神舟八號飛船第一次跟天宮一號交會對接歷時兩天，約48個小時。歷經(jīng)11年，將交會對接的速度提高了將近7倍，這是如何做到的？

北京航天飛行控制中心問天實驗艙任務(wù)總師 鄒雪梅

這是我們首次實施大型艙段的在軌交會對接，總的來說，整個交會對接過程控制非常精準(zhǔn)，完成得很圓滿。問天實驗艙與天和核心艙組合體的交會對接，是我國兩個20噸級航天器首次在軌實現(xiàn)交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間首次進(jìn)行空間交會對接。

北京航天飛行控制中心副總師 汪賽進(jìn)

這次整個對接持續(xù)時間相對較長，標(biāo)稱的時間大概是13個小時，主要原因是入軌之后，問天實驗艙跟天和核心艙組合體相距大概有6000公里。也就是說，在遠(yuǎn)距離導(dǎo)引6次脈沖控制之前的整個過程，就是問天實驗艙在后面追著核心艙，那么就要進(jìn)行一些平臺的測試工作。

航天科技集團(tuán)五院502所交會對接首席專家 解永春

對空間站實驗艙來講，問天實驗艙是首發(fā)的一個航天器。我們根據(jù)它的性能，為它適應(yīng)性地做了一個快速交會對接的方案。所以我們現(xiàn)在的問天實驗艙交會對接方案，是在神舟十四號，包括天舟四號，快速交會對接的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步進(jìn)行了適應(yīng)性的調(diào)整。

萬里穿針——啃硬骨頭、坐冷板凳才能攻克的難題

解永春，航天科技集團(tuán)五院502所空間交會對接領(lǐng)域的首席專家。從神舟八號我國第一次實施空間交會對接至今，解永春都是交會對接控制團(tuán)隊的領(lǐng)頭人。

空間交會對接被形象地稱為“萬里穿針”，控制是核心。靠攏、接近、鎖緊，在任務(wù)完成階段的最后幾分鐘里，呈現(xiàn)在世人面前的交會對接看起來似乎很簡單，但在萬里之外的太空要實現(xiàn)控制，每一個環(huán)節(jié)都極其復(fù)雜。

中國的交會對接技術(shù)預(yù)研起步于20世紀(jì)末。1999年，解永春在導(dǎo)師吳宏鑫指導(dǎo)下，和同事開始了交會對接控制的理論研究。

航天科技集團(tuán)五院502所研發(fā)中心副主任 胡海霞

吳（宏鑫）院士經(jīng)常教導(dǎo)我們要敢啃硬骨頭、能坐冷板凳。這個硬骨頭是什么呢？比如說像當(dāng)年我們花10年時間搞交會對接，交會對接技術(shù)就是個硬骨頭。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

敢不敢啃硬骨頭，也是意志問題和對方向的認(rèn)定問題。

你不敢啃硬骨頭，說明自己心里也不踏實。敢啃建立在什么基礎(chǔ)上？——我肯定能搞出來！當(dāng)然可能不是一年兩年，而是要坐10年冷板凳。10年，你要有這個精神才行。

一波三折——揭秘我國首次交會對接背后的難關(guān)

交會對接技術(shù)有很多難啃的硬骨頭，在這些硬骨頭中，控制參數(shù)的設(shè)計更是難中之難。

神舟八號飛船和天宮一號目標(biāo)飛行器對接，這是我國航天史上第一次空間交會對接。然而鮮為人知的是，在執(zhí)行任務(wù)前一天，解永春團(tuán)隊的方案才獲得專家評審?fù)ㄟ^。

2011年年初，神舟八號交會對接任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入倒計時。但恰在此時，隨著仿真試驗的進(jìn)程不斷推進(jìn)，交會對接控制系統(tǒng)的技術(shù)問題也不斷暴露出來。在一次測試試驗中，飛船的姿態(tài)控制出現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。

航天科技集團(tuán)五院502所研發(fā)中心副主任 胡海霞

在對接的時候，它需要姿態(tài)和位置的誤差都很小，才能對上，對吧？如果姿態(tài)一直這么抖，肯定對最后的對接精度有影響，影響你的成敗。

當(dāng)時，飛船的控制參數(shù)純靠人的經(jīng)驗手工進(jìn)行調(diào)試，參數(shù)確定了之后，還得進(jìn)行大量的打靶仿真。仿真試驗是航天器上天的通行證，打靶必須每次都通過，才能確保交會對接萬無一失。但當(dāng)時，解永春帶領(lǐng)團(tuán)隊在針對太空惡劣工況的打靶仿真中，做了近千次試驗，始終有幾次通不過。

飛船控制參數(shù)設(shè)計在理論和工程上都是難題，國內(nèi)外都沒有現(xiàn)成的解決辦法，只有自主創(chuàng)新，才能解決問題。

交會對接技術(shù)研制過程中，吳宏鑫院士是技術(shù)指導(dǎo)專家。吳院士鼓勵解永春把她博士論文中的“黃金分割系數(shù)”理論應(yīng)用到飛船控制參數(shù)設(shè)計上。但眼看著離發(fā)射日期越來越近，解永春帶領(lǐng)的團(tuán)隊打靶依然沒有過關(guān)，上級領(lǐng)導(dǎo)把吳院士找來坐鎮(zhèn)指揮。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

我私下里讓我的一個碩士生做了仿真，看看究竟問題出在哪里。做完仿真我知道了，這個理論方法是對的，沒錯，但她（解永春）做得不行。后來我就把解永春說了一通，我說你都不如我的一個碩士生。

航天科技集團(tuán)五院502所交會對接首席專家 解永春

我就覺得其實是你不了解我，我怎么會不如碩士生對吧？所以我就說，非得要給你把這個用上去看看。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

解永春這個人有一個優(yōu)點，不服輸、好強(qiáng)。你要說她不行，她絕不罷休。

吳宏鑫對解永春性格的了解， 源于她念博士期間。

1994年，解永春有關(guān)黃金分割理論的論文發(fā)表了，應(yīng)用成果獲得了航天工業(yè)部科技進(jìn)步三等獎。以此為基礎(chǔ)，解永春滿以為畢業(yè)沒問題了，沒想到被導(dǎo)師吳宏鑫澆了一盆冷水。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

理論上沒過關(guān)，要她證明（黃金分割系數(shù)的）穩(wěn)定性，她沒證明出來。她自己覺得我這個已經(jīng)是得了獎的，而且做法又很好，怎么不行？我說那不行，不能通過。（解永春）那時哭，瘦得不得了。屠善澄老先生（院士）說，老吳你就放她一馬吧，我說不能放，這個放了她是害了她一輩子，她必須要過關(guān)。

生性倔強(qiáng)的解永春哭著離開了導(dǎo)師家，但隨后4個多月，她把自己關(guān)在圖書館里日夜用功，終于攻克了“黃金分割系數(shù)”的理論難關(guān)。畢業(yè)答辯通過的那一刻，瘦得只剩80多斤的解永春笑得格外開心。

博士畢業(yè)17年后，神舟八號交會對接前夕，吳宏鑫第二次用激將法逼自己的弟子再闖難關(guān)。當(dāng)時，離神舟八號第一次交會對接只有兩天時間了。有領(lǐng)導(dǎo)提出，仿真試驗再不通過就換人。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

我說不能換人，臨陣換將是最大的忌諱，馬上就要上去對接了，你這時候換人，開玩笑，換了人能比她強(qiáng)嗎？所以我說，我相信解永春是能夠做出來的，放心。我說做不出來我負(fù)責(zé)。

航天科技集團(tuán)五院502所交會對接首席專家 解永春

恰恰是在他狠狠批評我之后的那天晚上，我就想出了很好的辦法。

2011年10月31日，就在神舟八號飛船發(fā)射的前一天，解永春的參數(shù)設(shè)計方案通過了專家組評審。如今，不僅是神舟載人飛船，天舟貨運飛船、嫦娥五號甚至問天實驗艙的交會對接，控制參數(shù)設(shè)計都源自神舟八號時打下的良好基礎(chǔ)。

一位嚴(yán)厲的導(dǎo)師，一個倔強(qiáng)的學(xué)生，交會對接控制參數(shù)設(shè)計這塊硬骨頭，就這樣被啃下來了。使我磨難者，必使我強(qiáng)大。如今，解永春很感激導(dǎo)師當(dāng)年對她的嚴(yán)厲。

航天科技集團(tuán)科技委顧問 吳宏鑫院士

人有的時候是需要壓的。

航天科技集團(tuán)五院502所交會對接首席專家 解永春

我感覺確實是這樣，好像有一點像能級躍遷，要是不壓的話，這個臺階你是上不來的。

如今，交會對接控制團(tuán)隊把創(chuàng)新的發(fā)力點，又瞄向了未來航天器的智能自主對接。

航天科技集團(tuán)五院502所交會對接首席專家 解永春

未來我們通過這種人工智能的方式，可以實現(xiàn)不需要航天員出艙，就能完成空間操作。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)載人飛船副總設(shè)計師 胡軍

我們要打造一個全自主的飛船?，F(xiàn)在我們基本上能夠?qū)崿F(xiàn)70% 左右自主，還要努一把力，整個從發(fā)射到回來全部自主，不需要地面來支持。

持續(xù)創(chuàng)新——為世界貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量

采訪后，解永春交給記者一本書，它出版于20世紀(jì)90年代，是根據(jù)國外交會對接經(jīng)驗編著而成的，名字叫《空間交會對接技術(shù)》。這本書在20多年前展望了交會對接技術(shù)的未來：航天員不參與的自主交會對接方式。雖然目前在技術(shù)上還比較復(fù)雜，但這是今后的發(fā)展方向。

如今再翻開這本20多年前曾經(jīng)反復(fù)學(xué)習(xí)的舊書，解永春感慨：未來已來！

現(xiàn)在，她和幾名學(xué)生根據(jù)中國交會對接經(jīng)驗寫成的專著已經(jīng)出版，中國科學(xué)家還將繼續(xù)創(chuàng)新，在智能交會對接領(lǐng)域，為世界交會對接技術(shù)貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。

本文內(nèi)容來自央視《東方時空》欄目