天舟二號貨運飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接

2021-05-30 13:22:02

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來源：環(huán)球時報

供稿：網(wǎng)友

5月30日清晨5時01分，天舟二號貨運飛船在成功發(fā)射約8小時后，中國航天器的“浪漫之吻”再度在太空上演，天舟二號貨運飛船與中國空間站天和核心艙順利實現(xiàn)了快速交會對接，中國空間站時代的首單“快遞”也就此派送成功！

交會對接是兩個航天器（飛船、空間實驗室、空間站等）在空間軌道上會合并在結(jié)構(gòu)上連成一個整體的關(guān)鍵技術(shù)，是實現(xiàn)空間站、太空平臺和空間運輸系統(tǒng)的空間裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌道上服務(wù)的先決條件。

我國是世界上第三個獨立掌握太空交會對接技術(shù)的國家。自2011年11月3日對接機構(gòu)首次亮相以來，迄今為止我國共實施了10次空間交會對接，圓滿實現(xiàn)首次無人/載人交會對接。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院天舟二號貨運飛船副總設(shè)計師黨蓉介紹，以往飛船的交會對接從發(fā)射到具備交會對接條件需要大約2天時間，過程中還需要大量的人工參與。而此次天舟二號與核心艙對接采用的是快速交會對接技術(shù)，其最大的特點就是“快”，整個過程歷時僅8個小時左右，無需地面干預(yù)，就像無人駕駛汽車一樣。

交會對接的提速無疑大大提升了中國空間站的各項保障能力。據(jù)航天科技集團(tuán)五院的專家介紹，快速交會對接不僅可以縮短航天員在飛船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，同時也可以保證一些“時鮮貨（比如生物制劑等）”盡快送達(dá)空間站。

在安全方面，如果空間站等航天器突遇緊急情況，快速交會對接可以迅速做出反應(yīng)，向空間站提供各種急需的物資或救助被困的航天員。

在此前的交會對接環(huán)節(jié)中，天舟一號貨運飛船完成交會對接動作主要依賴地面測控，通過地面生成的軌道參數(shù)注入指令，貨運飛船發(fā)動機的開機時長、開機點位都要依靠地面指令，這使得測控人員的壓力很大。為了實現(xiàn)此次快速交會對接，科研人員通過把天舟二號貨運飛船交會對接中的各項信息植入軟件，飛船在太空中能更智能、更快速地“隨機應(yīng)變”。基本上可以做到全天候、360度交會對接。

據(jù)環(huán)球時報-環(huán)球網(wǎng)記者了解，除了飛船為快速交會對接做出了一系列的技術(shù)改進(jìn)，執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)的長征七號遙三運載火箭也為快速交會對接進(jìn)行了大量優(yōu)化設(shè)計。

據(jù)中國航天科技集團(tuán)所屬中國運載火箭技術(shù)研究院透露，本次發(fā)射任務(wù)要實現(xiàn)貨運飛船與天和核心艙的交會對接，需要將貨運飛船發(fā)射到天和核心艙所在的空間軌道面，這樣才能保證兩個航天器順利“牽手”，這就要求火箭必須按照預(yù)先計算好的時間，分秒不差點火升空，也就是我們說的“零窗口”。雖然長七火箭已經(jīng)具備了“零窗口”發(fā)射技術(shù)，但為了更好地適應(yīng)故障情況，提高火箭按時發(fā)射的能力，科研人員在長征七號運載火箭上首次采用自動獲取起飛時間進(jìn)行入軌目標(biāo)參數(shù)在線迭代修正技術(shù)，對飛行彈道、落點等進(jìn)行評估，并分析不同工況、不同起飛時間對入軌精度和運載能力的影響，并通過大量的數(shù)字和半實物仿真，最終將精確到秒的“零窗口”拓展為120秒的“窄窗口”，也就是說，如果火箭起飛時間的偏差在2分鐘以內(nèi)，火箭就可以根據(jù)起飛時間自行修正飛行軌跡，進(jìn)而保證貨運飛船仍然能夠進(jìn)入核心艙所在的軌道面，提升了長七火箭對發(fā)射任務(wù)的適應(yīng)性。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院的專家介紹，天舟二號貨運飛船計劃在軌運行一年。作為空間站的“儲物間”，天舟二號貨運飛船既要保障航天員日常生活、工作物資隨取隨用，還要收納各種廢棄物、以及人體排泄物，并在離軌時墜入大氣層一并燒毀。

此次天舟二號貨運飛船上共攜帶有160余件大大小小的貨包，為方便航天員上天后取用、查找貨物，天舟二號上配置了一套信息管理系統(tǒng)。每件貨物根據(jù)不同用途都會粘貼一個標(biāo)簽，這個標(biāo)簽本身具備無線射頻識別功能，使用RFID專用設(shè)備，就可以對一定范圍內(nèi)區(qū)域的貨物進(jìn)行識別。智能定位以后，就可以更便捷的找到貨物了。

據(jù)環(huán)球時報記者了解，目前已知的天舟二號攜帶的貨物中，不僅包括空間站推進(jìn)劑以及各種空間實驗設(shè)備、實驗資料等“包裹”，還包括魚香肉絲、宮爆雞丁等未來航天員在軌生活所享用的“外賣”。而其中最引人注目的當(dāng)數(shù)兩套單件重達(dá)100多公斤的航天員艙外服，相信如此“重磅”的裝備也必然會助力中國航天員在太空中創(chuàng)造不一樣的驚喜。據(jù)航天科技集團(tuán)五院的專家介紹，此次天舟貨運飛船攜帶的物資可以供3名航天員在太空中生活3個月，這將創(chuàng)造中國航天員駐留太空時長新的記錄，讓我們期待他們的到來！

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