中國飛船與空間站快速對接

本報赴海南特派記者   劉揚  樊巍

5月30日清晨5時01分，當天舟二號貨運飛船發射升空約8小時後，兩個中國航天器的“浪漫之吻”再度在太空上演。據中國載人航天工程辦公室消息，天舟二號飛船採用自主快速交會對接模式，精準對接於天和核心艙後向端口，這意味着中國空間站時代的首單“快遞”就此派送成功！8小時自主快速對接是什麼概念？相比以往中國航天器進行的多次交會對接，此次對接有什麼獨特看點，又有哪些神器保障了這次中國空間站的“太空初吻”呢?

快速對接意義重大

據《環球時報》記者瞭解，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整體的關鍵技術，是實現空間站、太空平台和空間運輸系統的空間裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌道上服務的先決條件。

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

航天科技集團五院天舟二號貨運飛船副總設計師黨蓉介紹説，以往飛船的交會對接從發射到具備交會對接條件需要約兩天時間，其間還需要大量的人工參與。而此次天舟二號與核心艙對接採用快速交會對接技術，最大特點就是“快”，而且無需地面干預。

8小時的快速對接有什麼意義呢？據專家介紹，快速交會對接可保障科研用品，特別是生物製劑等無法經歷長期運輸的貨品儘快送達空間站，這對某些試驗至關重要，甚至是決定性的；它也可縮短航天員在飛船狹小空間中的滯留時間，減少航天員不必要的體力與精力付出；從安全的角度來説，如果空間站突遇緊急情況，快速交會對接能快速對故障實施搶修與緊急救援等工作。

飛船與火箭都有改進

為實現此次快速交會對接，航天科技集團五院的研製團隊突破航天器自主導航測軌、定軌、自主快速制導等諸多技術。與天舟一號飛船的交會對接相比，天舟二號的技術更進一步。例如天舟二號可以在最快速度或規定時間點到達，不用專門根據空間站的位置來選擇飛船發射時間，真正實現全天候發射。同時天舟二號增加了遠距離自主導引，就是説，以後天舟飛船造訪空間站時，工作人員只負責監視，整個飛行和交會對接的過程是全自主的。

除了飛船為快速交會對接做出一系列的技術改進外，執行此次發射任務的長征七號遙三運載火箭也進行了大量優化設計。《環球時報》記者從中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院瞭解到，本次發射任務需要運載火箭按照預先計算好的時間，分秒不差點火升空，也就是我們説的“零窗口”。雖然長征七號火箭已經具備“零窗口”發射技術，但為更好地適應故障情況，科研人員在該火箭上首次採用自動獲取起飛時間進行入軌目標參數在線迭代修正技術。通俗地説，如果火箭起飛時間的偏差在2分鐘以內，火箭就可以根據起飛時間自行修正飛行軌跡，保證貨運飛船仍然能準確進入核心艙所在的軌道面，提升了火箭對發射任務的適應性。

多件“神器”助力

雖然中國之前曾多次成功完成在軌交會對接，已經掌握有人/無人，手動/自動等多種對接方式，並且曾在2017年天舟一號任務中驗證了快速對接技術，但由於這次是中國空間站時代首次對接，天和和天舟的這一吻所藴含的意義重大。

據《環球時報》記者瞭解，天舟二號剛進入太空，由航天科技集團五院西安分院研製的中繼終端就第一時間開機，隨後與天鏈中繼衞星實現“太空握手”建立星間鏈路，從而搭建從天舟二號中繼終端到中繼衞星再到地面的“太空天路”。有了這條“天路”，地面測控人員就可以通過地面遙測遙控方式，實現對天舟二號飛船的“遠程駕駛”。據介紹，通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統，可以對天和核心艙和天舟二號進行同時測控、同時進行高速數據傳輸，所建立的星間鏈路可以即時向地面傳輸交會對接畫面，為兩個航天器的太空交會對接全程提供通信鏈路保障，確保了天舟二號在絕大部分時間都能與地面進行即時通信。

記者從中國航天科工二院25所瞭解到，該所研製的微波雷達作為關鍵測量敏感器在本次交會對接過程中輸出高精度測距、測速及測角信息，為空間站建設中的交會對接任務提供有力支撐。

據瞭解，天舟二號貨運飛船安裝的微波雷達，為適應空間站建設階段的多艙對接任務，增加了通信功能，可識別不同對接口處的微波應答機，從而實現多艙不同對接口對接功能；在軟硬件方面加強了抗單粒子翻轉能力設計，進一步提高了二代微波雷達對空間單粒子環境的適應能力，增強了可靠性。▲