3小時(shí)交會對接模式成功解鎖
1月18日1時(shí)46分，天舟七號貨運(yùn)飛船在與長征七號火箭分離約3小時(shí)后，成功對接于空間站天和核心艙后向端口，取得了我國2024年載人航天工程交會對接任務(wù)的開門紅。
3小時(shí)交會對接是我國在軌驗(yàn)證的新的交會對接模式，是飛船制導(dǎo)導(dǎo)航與控制(GNC)系統(tǒng)(以下簡稱GNC系統(tǒng))能力的進(jìn)一步釋放。在該系統(tǒng)的駕馭下，此次交會對接任務(wù)過程順利結(jié)果圓滿。
GNC系統(tǒng)是飛船遨游太空的保障
由中國航天科技集團(tuán)五院502所研制的GNC系統(tǒng)，是飛船的核心分系統(tǒng)，也是駕駛飛船遨游太空的“舵手”。
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)從飛船與火箭分離，到飛船與空間站交會對接，再到飛船從空間站撤離和受控再入大氣層的全過程。此外，飛船獨(dú)自飛行過程中的姿態(tài)與軌道控制、帆板控制等動作也都由它負(fù)責(zé)。
GNC系統(tǒng)研制人員告訴科技日報(bào)記者，如果飛船和空間站的自動交會對接出現(xiàn)異常情況，在該系統(tǒng)的保障下，空間站上的航天員還可對貨運(yùn)飛船進(jìn)行遙操作，來實(shí)現(xiàn)飛船和空間站的手控交會對接。
3小時(shí)方案有望成為新的交會對接基本模式
記者了解到，我國在交會對接方面先后在軌驗(yàn)證和實(shí)施了4種方案，即2天方案、6.5小時(shí)方案、2小時(shí)方案和3小時(shí)方案。
“雖然2天方案難以應(yīng)對緊急情況或者滿足更短時(shí)間的某些任務(wù)需求，但在起步階段，我們需要這種更為謹(jǐn)慎可靠的方案。”GNC系統(tǒng)研制人員介紹，而2小時(shí)方案雖然是目前最快的交會對接，但該方案對各方面保障條件要求較高。
“此次天舟七號貨運(yùn)飛船采取的3小時(shí)交會對接方案，是技術(shù)人員面向下一階段交會對接任務(wù)探索出的最優(yōu)選擇。”GNC系統(tǒng)研制人員說，3小時(shí)方案集成了2小時(shí)方案中“快”的因子和6.5小時(shí)方案中的“可靠”因子，成功將“快遞”提升為“速遞”，也因此成為更具競爭力的優(yōu)選方案。
“如果一切順利，經(jīng)過專家團(tuán)隊(duì)的評估，3小時(shí)交會對接方案將有望替代6.5小時(shí)方案，成為新的基本模式。”GNC系統(tǒng)研制人員說。
遠(yuǎn)近距離導(dǎo)引段時(shí)間雙雙縮減
與6.5小時(shí)方案相比，3小時(shí)方案是如何實(shí)現(xiàn)時(shí)間縮減一半以上的呢?
GNC系統(tǒng)研制人員告訴記者，技術(shù)的逐步成熟使技術(shù)人員可以在更短時(shí)間內(nèi)完成飛船和空間站相對位置的調(diào)整。比如，通過調(diào)整飛船的飛行軌跡，天舟貨運(yùn)飛船與空間站的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段縮短了一個(gè)圈次，時(shí)長相應(yīng)縮減了1.5小時(shí)。
在近距離導(dǎo)引段，飛行流程也得到減少或壓縮，特別是減少了“走走停停”，時(shí)間被縮短了約2個(gè)小時(shí)。同時(shí)，也正因?yàn)轱w船飛行軌跡的調(diào)整，使3小時(shí)方案較2小時(shí)方案抵御或克服不利條件的能力更強(qiáng)。
“另外，從工程實(shí)際來說，3小時(shí)方案也有其特別的意義。”GNC系統(tǒng)研制人員解釋說，相較于6.5小時(shí)，3小時(shí)方案飛行時(shí)間短，可以減少航天員的飛行壓力，減少對電池燃料等的需要，提升了任務(wù)整體應(yīng)對故障的能力;相較于2小時(shí)，3小時(shí)方案飛行時(shí)間稍長，節(jié)奏稍緩，減輕了飛控團(tuán)隊(duì)的壓力等。
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