据中国载人航天工程办公室消息,空间站梦天实验舱发射入轨后,于北京时间2022年11月1日4时27分,成功对接于天和核心舱前向端口。对接过程稳定并保持高精度,再次完美上演“万里穿针”,整个交会对接过程历时约13小时,标志着我国空间站全面建成任务又迈出坚实一步。
“梦天”“问天”和“天舟”尽管都是“天字辈”,但是它们的“太空之吻”各有特点。“梦天”和“问天”的使命任务更相近,所以,“梦天”装备的也是和“问天”类似的基于地面脉冲计算的快速交会对接方案,即半自主交会对接。这和“天舟”的全相位全自主快速交会对接不同,全自主的更智能,半自主的更灵活。
“天舟”的交会对接用了6.5小时,“梦天”为何用了约13小时才完成交会对接?多出的几个小时,是和“问天”一样——“梦天”在启动6.5小时快速交会对接前需要对自身状态、姿态和相对位置等进行确认,如对系统、产品进行在轨测试和设置,包括太阳翼的展开、平台设备的测试等。
梦天实验舱与三个月前发射的问天实验舱个头差不多,但是交会对接过程却是难上加难。
第一个“难”是此次交会对接的最大危险点,就是梦天实验舱太阳翼发电量不足以补足耗电量,能源紧张,如果不能在规定的时间内完成交会对接,就需要中断自主交会对接过程而紧急调整“梦天”的姿态,使其连续对日定向来保证能源的供应。为此,相较于“问天”,航天科技集团五院的技术人员为“梦天”特别定制了交会对接任务故障处置预案,形象来说,就是将各种可能发生的故障,充分体现在故障树上,通过开展大量的预演预判和试验验证工作,确保故障止于预想、不留缺憾。
第二个“难”,在于“问天”交会对接时组合体是只有天和核心舱的对称构型,而“梦天”交会对接时组合体是“L”形的非对称构型,这显著增加了空间站在轨姿态控制的难度。一是“L”构型的组合体质心发生了较大横向偏移,增加了轨道控制和姿态控制之间的关联,组合体自身控制难度加大;二是在“梦天”接近组合体时需要开启反推发动机减速,发动机的羽流会干扰到组合体的姿态,此时实现交会对接变得更难。航天科技集团五院问天实验舱GNC分系统副主任设计师宋晓光说,“这就相当于把最大的卡车停到最小的车位里去。”
不过,在技术人员精心指导下,梦天实验舱GNC系统精准识别了实验舱和组合体的相对距离及相对姿态,通过一点点接近并最终实现高精度交会对接。后续将按计划实施梦天实验舱转位,梦天实验舱将与天和核心舱、问天实验舱形成空间站“T”形基本构型组合体。
文/俱鹤飞
编辑/倪家宁