上演“浪漫之吻”：天舟二號與天和核心艙完成自主快速交會對接
央廣網北京5月30日訊息（記者孫魯晉 張棉棉）據中央廣播電視總檯中國之聲《新聞縱橫》報道，5月29日，天舟二號貨運飛船成功發射，並在約8小時後，30日凌晨5點01分，與天和核心艙順利實現自主快速交會對接。天舟二號與天和核心艙完成交會對接後，轉入組合體飛行階段，將按計劃開展推進劑補加和空間應用專案裝置測試等工作。太空中如何上演“浪漫之吻”？
5點01分，北京航天飛行控制中心一片歡騰。天舟二號貨運飛船與天和核心艙順利完成交會對接，“甜蜜一吻”讓地球上無數人心潮澎湃。北京航天飛行控制中心副主任孫軍為本次交會對接任務打100分，“天舟二號脫離火箭後進入預定軌道，我們立刻判斷它的狀態正常後，就啟動了自主快速交會對接的模式。天舟二號經過自主變軌，循地段的飛行，接近段的飛行和最終平移靠攏段的飛行，自主和天和核心艙進行交會對接。”
長征七號遙三運載火箭點火發射。央廣網發 袁琛 攝
交會對接，是兩個航天器（如飛船、空間實驗室、空間站等）在空間軌道上會合並在結構上連成一個整體的技術，是實現空間站、太空平臺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。
相較於天舟一號，天舟二號增加了“全相位全自主交會對接方案”，“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是1/4圈、半圈，哪怕整圈，“天舟”都可以以最快速度或者在規定時間點實現對接，而不用專門根據空間站的位置來選擇飛船發射時間，真正實現了全天候發射。中國航天科技集團五院天舟二號貨運飛船系統副總設計師張強說：“這是我們自主快速交會對接技術第一次真正有實際價值的應用，這是一個要點。二是自主，我們進一步降低對地面、對人員的壓力和需求。三是快速，在一定條件下我們能夠在儘量短的時間內完成對接。”
“全自主”就是從飛船入軌到交會對接成功，全程不需要人工干預，船上控制器自主規劃完成。據介紹，以往飛船的交會對接從發射到具備交會對接條件需要大約2天時間，過程中還需要大量人工參與。例如天舟一號在遠距離段需要人工輔助把飛船引導到距天宮二號一定的位置，然後由飛船自主完成近距離交會對接。
而這一次，天舟二號增加了遠距離自主導引，飛船可以利用北斗導航的位置資訊來實現遠距離的全自主導航計算及其制導與控制。其最大的特點就是“快”，整個過程歷時8個小時左右，無需地面干預，就像無人駕駛汽車一樣。就是說，以後天舟飛船對空間站的造訪過程中，人只負責監視，整個交會和對接完全自主完成。中國航天科技集團五院天舟二號貨運飛船系統副總指揮李志輝說：“快速交會對接不僅可以縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間，減少航天員不必要的體力與精力付出，同時也可以保證一些‘時鮮貨’，比如生物製劑等儘快送達空間站；安全方面，如果空間站等航天器突遇緊急情況，可以迅速做出反應，向空間站提供各種急需的物資或救助被困的航天員。”
天舟一號貨運飛船完成交會對接動作主要依賴地面測控，透過地面生成的軌道引數注入指令，比如貨運飛船發動機開機，開機時長、開機點位都要靠地面指令，測控人員壓力很大。相比之下，天舟二號貨運飛船上這種全新的快速交會對接技術大大提高了效率。
李志輝介紹：“在硬體條件不變的前提下，快速互動對接系統提前安排好入軌後的動作時序，節省指令在天地間傳達的時間，也免去地面臨時注入程式的流程，及時找準貨運飛船與空間站核心艙交會的切入點，交會對接的速度更快了。最直觀的是，軟體效能提升後，交會對接階段地面飛控人員能從高度緊張的狀態中解放出來，可以讓飛控人員少參與事務性的工作，發揮所長，完成更有挑戰性、創新性的工作。”
為保證系統整體可靠性，天舟二號的自控與手控系統間透過設計不同的資訊介面實現了相互故障隔離，但必要時又可以實現可靠的模式切換，也就是在自控模式下，透過地面注入指令或航天員手控指令迅速轉入手控遙操作模式，操作中，可以透過地面注入指令或航天員手控指令轉入自控模式。
與此同時，天舟二號貨運飛船要把物資和裝置送進核心艙，要實現推進劑補加，就要在船艙間建立起高可靠的剛性連線，這就必須依賴對接機構分系統。中國航天科技集團八院貨運飛船對接機構分系統副主任設計師丁立超說，為了適應天和核心艙22噸級對接目標以及未來空間站180噸的對接任務，讓貨運飛船的主動對接機構與核心艙的被動對接機構“溫柔”地“吻”上去，八院805所設計師對第一代對接機構進行升級改進。“我們創新性地提出了可控阻尼的控制思路，來緩衝大噸位航天器對接過程中產生的撞擊能量，在經過544次模擬分析和317次地面試驗後，設計師充分驗證阻尼器的各項功能和效能指標，使原本8噸的對接能力提升到74噸，乃至180噸，大大提升了大型航天器對接的可靠性和安全性。”
在核心艙與貨運飛船成功對接後，組合體飛航模式下，為確保各艙段及貨運飛船自身的發電能力，核心艙與貨運飛船將實現併網供電。
長時間曝光的長征七號遙三運載火箭發射軌跡。央廣網發 袁琛 攝
屆時，核心艙可以為貨運飛船提供最高2000瓦的供電。雖然與核心艙這位“大戶”相比，貨運飛船供電能力僅有核心艙供電能力的三分之一，但中國人自古崇尚“禮尚往來”，中國航天科技集團八院貨運飛船電源分系統主任設計師王振緒說，在關鍵時刻，貨運飛船也能為核心艙提供1000瓦左右的供電，貢獻微薄的力量。“核心艙給貨運飛船供電，主要是考慮到貨運飛船對接在核心艙的尾部，且貨運飛船太陽電池翼體積較小，容易受到空間站其他組合體的遮擋。貨運飛船給核心艙供電，則是為了應對未來空間站可能會出現的極個別特殊情況，這也彰顯了整個空間站組合體供電的靈活性和可靠性。”
為了接受來自核心艙2000瓦的電力饋贈，貨運飛船自身需要經歷一個高壓併網適應過程。針對以上問題，研製人員開展了一系列的驗證實驗，確保滿足貨運飛船正常執行要求。
貨運飛船在與核心艙併網供電的時候，多餘的電怎麼處理？研製人員自有辦法。王振緒說：“天舟二號艙內安裝有分流調節器，透過分流調節器，可以將太陽電池翼多餘的電分流。後續還會有多個組合體聯合供電的挑戰，但電源分系統總能適應。這是空間站時代電源分系統的智慧化管理。”
“冰火兩重天”挑戰飛行任務
航天人攻關克難續寫誓言
結果圓滿，但這次飛行任務卻經歷了“兩次推遲發射”的波折，面對突如其來的困難和挑戰，中國航天人再一次展現了嚴肅認真、科學求實的工作作風，不畏艱險、不懼艱辛的優秀品質，更展現了事不避難、義不逃責的責任擔當。
長五B遙二火箭拉開中國空間站在軌建造大幕，成功打響中國空間站在軌建造工程第二戰，為後續任務的順利實施奠定了基礎。本次發射是長征系列火箭的第371次發射。長征七號遙三運載火箭作為一枚“冰箭”，在文昌30多度的高溫中經歷了推進劑兩次全部卸出、三次加註，在塔架上停留了13天，這其中，有哪些不為人知的細節？
5月19日晚上21時40分，距離長征七號遙三運載火箭發射不到3小時，指控大廳中大螢幕資料資訊顯示：“一個壓力值引數異常！”發射大廳頓時陷入寂靜。彼時，火箭箭體已完成加註，尾艙內一直處於熱氮氣吹除的狀態。
接著，兩名總裝人員換好服裝、戴好面罩，從50公分見方的艙門鑽進箭體。艙內一片漆黑，氣體吹除的聲音震耳欲聾，但他們無暇顧及密閉空間的憋悶和零下183℃的嚴寒，繼續攀爬在箭體結構件上，仔細鎮定地摸索著檢漏點。
“找到了！”兩次核查後，問題暴露，但很快後方傳來訊息，這並不是元兇。5月19日晚上，距離發射預定時間還有不到2小時，型號負責人一致決定：“推遲發射。”5月20日，試驗隊員先後分4撥再次進艙排故，發現新問題，並經過系列措施扭轉局面，大家計劃迎接5月21日凌晨的發射。
沒想到，負8小時推進劑補加之後，異常再次出現，發射再度推遲。在採訪中，長征七號運載火箭試驗隊現場01指揮員、主任設計師徐利傑說的最多的兩個字就是“責任”。他說，2年11次任務，環環相扣，就像接力賽跑，每發任務的成敗都將關乎中國空間站建造計劃能否順利實施。本次任務作為中國空間站工程建造階段承上啟下的關鍵之戰，代表國家形象、牽動億萬人心，使命光榮、責任重大。因此，無論如何都不能帶一點隱患上天。“作為年輕一代的一線科技工作者，我們要立足重大工程任務，努力實現高水平科技自立自強。”
長征七號運載火箭是名副其實的“冰箭”。火箭第一次推遲發射後，試驗隊員發現，箭體出現結冰現象。這樣一枚“冰箭”在大量的低溫燃料加註後暴露這麼長時間，在我們航天史上還是第一次。
5月的海南，酷暑難耐，室外溫度36℃，溼度達到了90%以上，“冰箭”中則是零下183℃的低溫。“冰火兩重天”考驗著長征七號運載火箭，也考驗著每一名試驗隊員。箭體上，氧箱前的短殼上，冰塊一個接一個，大的足足有30-40釐米長，10釐米寬。隊員們用現有工具小心翼翼地鑿冰，還專門有人拿著兜子接冰，唯恐冰塊傷到產品。這批天津“大火箭”的總裝團隊裡，90後年輕人佔九成以上。摸排故障期間，隊員們眼睛裡夾雜紅血絲，雙腿起滿了痱子，卻沒有一個人往後退。這群“第一批見到火箭”、發射現場“最後一批撤崗”的火箭青年再次用實際行動續寫了“後牆不倒”的錚錚誓言。
