快速交会对接助力航天强国建设

Space Exploration - - 星海观潮 - □蓝顺正

9月22日,“天舟一号”在完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后,进入大气层烧毁。至此,我国载人航天工程空间实验室飞行任务胜利结束。此前10天,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验,此次对接成功表明中国在太空能力建设上又跨出一步。

空间交会对接成功对于国人早已不是稀奇事了,我国于2011年-2016年分别实现了神舟八号、九号、十号与天宫一号,神舟十一号与天宫二号的交会对接任务。但是区别于我国以往数次空间交会对接,此次快速交会对接最大的特点在于“快速”,也就是从发射到具备交会对接条件的时间短。

目前,2 天 ~3天交会对接策略是地面向国际空间站运送航天员的主要方式,包括联盟飞船、航天飞机与国际空间站及神舟飞船均采用了此方式。从 2012 年起,俄罗斯科学家分别采用进步号货运飞船和联盟号载人飞船与国际空间站成功实施了7次快速交会对接试验,飞船从入轨到对接成功仅用时6个小时,快速交会对接也逐渐成为国际航天领域的“时尚” 方式。

以往神舟飞船的交会对接从发射到具备交会对接条件需要大约2天时间,飞船需绕地球30多圈,而此次采用快速交会对接后仅需几圈,时间缩短到了仅仅几个小时。不要小看这个时间差,它背后的意义可不小。

首先,这代表了一个国家太空快速响应能力的进步。随着科技的发展,人类社会对太空能力的需求会越来越大。而太空快速响应能力旨在太空能力受损以后,或由于突发事件(如发生特大自然灾害)急需太空能力时,具备在短时间内发射备用卫星等航天器补网或强网的能力。

近年来,中国的太空快响能力发展成果显著,如“快舟”系列、“长征六号”“长征十一号”等火箭早已广为人知。其中“快舟”“长征十一号”火箭均采用固体燃料、星箭一体和机动发射车技术,都具备在最短数小时内发射卫星并立即投入应用的能力。此次天舟一号的快速交会对接虽然并没有缩短发射前的准备时间(这段时间占发射总时间的绝大部分),但是毕竟已经实现了大质量航天器入轨后快速投入应用,其对太空快响能力建设的积极意义不言而喻。

其次,快速对接将有助于中国即将进行的空间站计划。快速对接可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,减少航天员不必要的体力与精力付出,同时可以保证一些“时鲜货” (如生物制剂等)尽快送达空间站。在安全方面,如果空间站等航天器突遇紧急情况,快速交会对接可以迅速做出反应,向空间站提供各种急需的物资或救助被困的航天员。

另外,此次对接还有一个亮点,就是自动化程度高。在过去,飞船的对接过程中还需要大量的人工参与。以前神舟飞船在入轨后的远距离导引段,需通过地面支持才能完成测轨、定轨、制导律设计、控制实施等工作,也就是说对接前每“走”一步,都需要地面给出精确具体的指令,这种方式耗费时间较多,对地面的测控手段、测控弧度的覆盖、地面飞控保障也提出了较高的要求。而此次飞船在入轨后,所有的测定轨、制导律计算、控制实施策略等均由飞船自主计算,无需地面干预,这样就尽可能做到了“发射后不管”,不仅节省了时间,还大大减小了地面人员的压力。这为中国今后进行密集航天活动提供了技术支持。★

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