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“天神”徑向交會對接首秀

2021-10-17 06:35






    “天神”徑向交會對接首秀

    【中新社上海十六日電】十六日早上六時五十六分,神舟十三號載人飛船與四十九噸級的中國空間站組合體成功進行自主快速徑向交會對接,過程歷時約六點五個小時,“神舟十三號”、“天舟二號”、“天和核心艙”、“天舟三號”四個航天器由此形成“T”字組合體。

    夾角呈九十度

    中國是繼美、俄後,世界上第三個獨立掌握交會對接技術的國家。交會對接,是兩個航天器(飛船、空間實驗室、空間站等)在空間軌道上會合,並在結構上連成一個整體的技術。只有突破交會對接技術,才能開展空間站的建設,提供物資運送對接、人員天地往返等。

    從二○一一年首次亮相至今,中國航天的交會對接技術已經走過了整整十年。十年間,中國成功實施十五次(含神舟十三號載人飛船本次對接)精準可靠對接,經歷了從無人到有人、從自動到手控、從幾天到六點五小時、從軸向對接到徑向對接的創新突破。

    “神舟八號”以來,中國五艘飛船與目標都是軸向對接,而此次是首次徑向交會對接,徑向與軸向的夾角呈九十度。

    與以往歷次任務中的軸向對接相比,徑向對接的初始條件更加苛刻,為此,研製團隊全面分析對接工況,有效消除徑向對接過程中可能出現的各項風險,確保實現九十度的“穩”。

    面對“三個難”

    為確保首次徑向交會對接任務萬無一失,中國航天科技集團五院五○二所研製團隊針對徑向交會進行數年的技術攻關和大量地面實驗,並在神舟十二號載人飛船返回地球前開展了與空間站的繞飛及徑向交會試驗,為神舟十三號正式實施徑向交會驗證了關鍵技術。

    徑向交會對接有“三個難”,這也讓此次“太空華爾茲”更加扣人心弦。

    一是持續控制姿態和軌道“難”。對於前向、後向交會對接,其二百米保持點是一個穩定的保持點,即使發動機不工作,飛船也能較長時間保持穩定的姿態和軌道。而徑向交會沒有穩定的中途停泊點,需要持續對飛船的姿態和軌道進行控制,推進劑消耗大,故障處置難。

    二是姿態和相對位置確定“難”。神舟載人飛船配有敏感器,它就如同飛船的眼睛,通過觀察星星和預設的標誌點等來確定自己的飛行姿態、與空間站的相對姿態相對位置等。但由於徑向交會過程中,飛船需由平飛轉豎飛等大範圍的姿態機動,所以對“眼睛”能看到目標和保證“眼睛”不會被複雜光照變化所干擾提出了更高要求。

    三是航天員手控交會模式“難”。徑向交會對接過程中基本失去了地球這個最熟悉的參照基準,測控條件變差,且相對動力學運動特性與前向交會不同,這給手控交會模式下航天員的操作增加了難度。

    打下堅實基礎

    此次徑向交會對接整個過程都是在制導導航與控制系統指揮下,飛船智能自主完成的。徑向交會和前向交會都是中國空間站載人飛船正常的交會方式,會在未來空間站載人交會對接任務中交替使用。此次首秀的圓滿成功,將為後續空間站建造和運營打下堅實基礎。