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太空上演“梦天之吻”，再一次秀出神技“万里穿针”

2022-11-02 09:53:35 来源：中国青年报

无垠宇宙中，“太空之吻”再次上演。这一次的主角是刚刚飞向太空的梦天实验舱，以及中国空间站组合体。

(资料图)

北京时间10月31日15时37分，梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射。这是中国空间站第三个舱段，也是第二个科学实验舱。

约13个小时后，专属于航天的浪漫时刻来了。11月1日4时27分，梦天实验舱大秀“万里穿针”神技，成功对接于中国空间站天和核心舱前向端口——此刻，“梦天”“天和”实现“梦天之吻”，标志着我国空间站在轨建造任务又迈出了坚实一步。

中国航天科技集团五院502所空间站实验舱主任设计师宋明超介绍，这次梦天实验舱与3个月前发射的问天实验舱个头差不多，但交会对接的过程却是“难上加难”。

交会对接，是指两个航天器在空间轨道上，会合并在结构上连成一个整体，这是载人航天活动的三大基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件，复杂度高、精准度高、自主性要求高、安全性要求高，其难度被形象地称为“万里穿针”。

宋明超告诉记者，梦天实验舱入轨后，太阳与轨道夹角较大，太阳帆板发电能力弱，能源紧缺，如果不能在规定的时间内完成交会对接，就需要中断自主交会对接过程，紧急调整“梦天”的姿态，使其连续对日定向来保证能源的供应。

“梦天之吻”的第二个“难”在于，“问天”交会对接时，空间站组合体是只有天和核心舱一个舱段的对称构型，“梦天”交会对接时，空间站组合体是“L”字形的非对称构型，这大大增加了空间站在轨姿态控制的难度。

宋明超说，“L”构型的组合体质心发生了较大的横向偏移，增加了轨道控制和姿态控制之间的关联，组合体自身控制难度加大，再加上“梦天”接近组合体时需要开启反推发动机减速，发动机的羽流会干扰组合体的姿态，此时实现“梦天之吻”变得更难。

此次成功驾驭空间站组合体和梦天实验舱完成“梦天之吻”的“幕后利器”，是由中国航天科技集团五院502所研制的制导导航与控制（GNC）系统。

问天实验舱GNC分系统副主任设计师宋晓光说，为成功上演“太空之吻”，设计团队为“梦天”特别定制交会对接任务故障预案，并开展大量的预演预判和试验验证工作。交会对接过程中，GNC系统精准识别实验舱和组合体的相对距离及相对姿态，通过一点点接近，最终实现了高精度交会对接。

“梦天”“问天”和“天舟”尽管都是“天”字辈，但是它们的“太空之吻”各有特点。宋明超介绍，由于“梦天”和“问天”的使命任务更相近，“梦天”采取和“问天”同样的快速交会对接方案，即半自主交会对接。这和“天舟”的全相位全自主快速交会对接不同，全自主的方案更智能，半自主的方案更灵活。

同为快速交会对接，“梦天”的交会对接时长为何比“天舟”多出几个小时？宋明超表示，和“问天”一样，“梦天”在启动6.5小时快速交会对接前，需要对自身状态、姿态和相对位置等进行确认，完成准备工作后，“梦天”才开始正式向天和核心舱进发，实现交会对接。

此外，和“问天”交会对接之后断电不同，梦天实验舱由于很快就要实施转位操作，完成交会对接后，GNC系统控制器将在不断电的情况下静候下一步操作。

“‘梦天’的顺利交会对接，再一次证明了中国交会对接技术的可靠性。每一次成功的背后都是科研人员的默默奉献和严慎细实的珍贵成果，但每次成功都只能代表过去，就像‘梦天’的交会对接不可能是‘问天’任务的简单复制，依然需要如临深渊如履薄冰，该有的预案一个不能少，该有的准备一项不能落。”宋明超说。

后续，将按计划实施梦天实验舱转位，梦天实验舱将与天和核心舱、问天实验舱形成空间站“T”字基本构型组合体。宋明超很期待，中国空间站基本构型不久之后亮相太空。（记者邱晨辉）