作者 馬帥莎 薛英民 時(shí)小丹
11月1日，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙在數(shù)百公里外的太空與空間站組合體完美對(duì)接，再次上演“萬里穿針”神技，成功對(duì)接于天和核心艙前向端口，整個(gè)交會(huì)對(duì)接過程歷時(shí)約13小時(shí)。
為何“夢(mèng)·天之吻”是“難”上加“難”？
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所空間站實(shí)驗(yàn)艙主任設(shè)計(jì)師宋明超介紹，這次夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與三個(gè)月前發(fā)射的問天實(shí)驗(yàn)艙個(gè)頭差不多，但交會(huì)對(duì)接過程卻是“難”上加“難”。
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙入軌后，太陽與軌道夾角較大，太陽帆板發(fā)電能力弱，能源緊缺，如果不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成交會(huì)對(duì)接，就需要中斷自主交會(huì)對(duì)接過程，緊急調(diào)整“夢(mèng)天”的姿態(tài)，使其連續(xù)對(duì)日定向來保證能源的供應(yīng)。
“夢(mèng)·天之吻”的第二個(gè)“難”在于，“問天”交會(huì)對(duì)接時(shí)，空間站組合體是只有天和核心艙一個(gè)艙段的對(duì)稱構(gòu)型，“夢(mèng)天”交會(huì)對(duì)接時(shí)，空間站組合體是“L”字形的非對(duì)稱構(gòu)型，這大大增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。
“L”構(gòu)型的組合體質(zhì)心發(fā)生了較大的橫向偏移，增加了軌道控制和姿態(tài)控制之間的關(guān)聯(lián)，組合體自身控制難度加大，再加上“夢(mèng)天”接近組合體時(shí)需要開啟反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速，發(fā)動(dòng)機(jī)的羽流會(huì)干擾組合體的姿態(tài)，此時(shí)實(shí)現(xiàn)“夢(mèng)·天之吻”變得更難。
交會(huì)對(duì)接過程中，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙制導(dǎo)導(dǎo)航與控制(GNC)系統(tǒng)精準(zhǔn)識(shí)別實(shí)驗(yàn)艙和組合體的相對(duì)距離及相對(duì)姿態(tài)，通過一點(diǎn)點(diǎn)接近，最終實(shí)現(xiàn)了高精度交會(huì)對(duì)接。
“夢(mèng)·天之吻”如何實(shí)現(xiàn)？
此次成功駕馭空間站組合體和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙完成“夢(mèng)·天之吻”的“幕后神兵”，是由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所研制的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制(GNC)系統(tǒng)。
“夢(mèng)天”“問天”和“天舟”盡管都是“天”字輩，但是它們的“太空之吻”卻各有特點(diǎn)。由于“夢(mèng)天”和“問天”的使命任務(wù)更相近，“夢(mèng)天”采取和“問天”同樣的快速交會(huì)對(duì)接方案，即半自主交會(huì)對(duì)接。這和“天舟”的全相位全自主快速交會(huì)對(duì)接不同，全自主的方案更智能，半自主的方案更靈活。
同為快速交會(huì)對(duì)接，“夢(mèng)天”交會(huì)對(duì)接時(shí)長(zhǎng)為何比“天舟”多出幾個(gè)小時(shí)？專家指出，和“問天”一樣，“夢(mèng)天”在啟動(dòng)6.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接前，需要對(duì)自身狀態(tài)、姿態(tài)和相對(duì)位置等進(jìn)行確認(rèn)，完成準(zhǔn)備工作后，“夢(mèng)天”才開始正式向天和核心艙進(jìn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。
此外，和“問天”交會(huì)對(duì)接之后斷電不同，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙由于很快就要實(shí)施轉(zhuǎn)位操作，完成交會(huì)對(duì)接后，GNC系統(tǒng)控制器將在不斷電的情況下靜候下一步操作。(完)
