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2021年5月30日5時01分，天舟二號貨運飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接，全程歷時約8小時，“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。

空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術(shù)之一，是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件，復雜度高、精準度高、自主性要求高、安全性要求高，其難度被形象地稱為“萬里穿針”。

交會對接后的空間站組合體效果圖 航天五院供圖

全相位、更自主

與天舟一號時的快速交會對接相比，天舟二號的技術(shù)更進一步。五院502所為飛船GNC系統(tǒng)增加了“全相位自主交會對接方案”。顧名思義，一是“全相位”，就是無論目標飛行器在入軌時和空間站的相對位置有1/4圈、半圈，哪怕整圈，“天舟”都可以以最快速度或者在規(guī)定時間點到達，而不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時間，真正實現(xiàn)了全天候發(fā)射；二是“自主”，天舟一號的時候，在遠距離段，需要人工輔助把飛船送到距離天宮二號一定的位置，然后由飛船自主去對接。天舟二號增加了遠距離自主導引，就是飛船可以利用北斗導航的位置信息來實現(xiàn)遠距離的全自主的導航計算及其制導與控制。就是說，以后天舟飛船對空間站的造訪，過程中人只負責監(jiān)視，整個飛行和交會對接的過程是全自主的。在最合適的情況下，從貨運飛船入軌算起，最短可以在約4個小時實現(xiàn)交會對接，

為了適應(yīng)空間站運營多對接口的新需求，五院502所還在掌握繞飛技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)展出了中瞄點，就是在空間站后下方附近設(shè)置“中轉(zhuǎn)站”，通過該點可以最方便地繞向任一個對接口實現(xiàn)交會對接。

自控、手控兩相宜

手控交會對接和自動交會對接是空間交會對接系統(tǒng)的左右手，互為備份，是飛船可靠性的重要保障。天舟二號是貨運飛船，但是它也裝備了手控系統(tǒng)，可以由人“駕駛”著實現(xiàn)交會對接。那么，天舟二號無法載人怎么實現(xiàn)手控呢？只需要在“手控”后面加三個字“遙操作”，即當貨運飛船需要手控交會對接的時候，坐在空間站內(nèi)的航天員通過手控遙操作，駕駛貨運飛船完成與空間站的交會對接或撤離。而且為保證系統(tǒng)整體可靠性，天舟的自控與人控系統(tǒng)間通過設(shè)計不同的信息接口實現(xiàn)了相互故障隔離。

三十余年磨一劍

為了早日建成中國人自己的空間站，在中國的載人航天工程立項的同一年，航天科技集團五院502所的科研人員就瞄準交會對接技術(shù)開始了攻關(guān)之路。

2011年11月，神舟八號成功完成了與天宮一號的兩次自動交會對接。2012年6月，神舟九號在航天員的操控下與天宮一號成功對接。標志著我國突破了相對導航、制導、控制和交會對接相對測量敏感器等一系列關(guān)鍵技術(shù)，我國成為世界上第三個獨立掌握交會對接的國家。2016年，作為交會對接的一項必要的相關(guān)技術(shù)，神舟十號突破了繞飛技術(shù)。2017年，天舟一號和天宮二號實現(xiàn)了6.5小時快速交會對接在軌試驗，使我國成為世界上第三個掌握近地快速交會對接的國家。至此，經(jīng)過五院502所20余年努力，空間交會對接技術(shù)被中國人完整獨立掌握。

隨著天舟二號與天和的首次太空牽手成功，中國的空間交會對接技術(shù)迎來了新的歷史階段。行而不輟，未來可期。在支撐空間站建設(shè)之余，中國的交會對接技術(shù)必將在航天強國建設(shè)征程中發(fā)揮更大作用。（宋雅娟）