天舟二号与天和核心舱对接 回顾中国航天历次太空交会对接

返回首页 发布时间:2021-05-30 08:32:49 更多

       2021年5月30日5时01分,在成功发射约8小时后,天舟二号货运飞船与中国空间站天和核心舱完成了全自主快速交会对接,在太空再次上演“浪漫之吻”。
       空间交会对接是载人航天活动的三大基本技术之一,是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件,复杂度高、精准度高、自主性要求高、安全性要求高。为掌握这项技术,中国航天人前赴后继奋斗了近30年。
       天舟二号与天和核心舱的交会对接是中国在轨进行的第2次快速交会对接,“万里穿针”技术再现太空。与2017年天舟一号与天宫二号的交会对接相比,此次交会对接又实现了新的技术升级。


        相较天舟一号,天舟二号增加了“全相位全自主交会对接方案”。中国航天科技集团五院专家解释道,“全相位”就是无论目标飞行器在入轨时和空间站的相对位置有1/4圈、半圈,哪怕整圈,“天舟”都能以最快速度或者在规定时间点实现对接,而不用专门根据空间站的位置来选择飞船发射时间,真正实现了全天候发射。
       “全自主”就是从飞船入轨到交会对接成功,全程不需要人工干预,船上控制器自主规划完成。天舟一号在远距离段需要人工辅助把飞船引导到距离天宫二号一定的位置,然后由飞船自主完成近距离交会对接。而天舟二号则增加了远距离自主导引,飞船可以利用北斗导航的位置信息来实现远距离的全自主导航计算及其制导与控制。
       换言之,以后天舟货运飞船造访空间站,这一过程中人只负责监视,整个交会和对接过程由“天舟”完全自主完成。
       2021年5月29日晚,搭载天舟二号的长征七号遥三运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空,我国空间站的首单“太空快递”开始送件。
       上月底,由航天科技集团五院抓总研制的中国空间站天和核心舱成功发射,经过一个月的在轨运行等待后,迎来了天舟二号货运飞船的到访,并将获得第一次太空补给。
兵马未动粮草先行,天舟二号在天地间架起物资保障生命线。那这次天舟二号都会给天和核心舱带去些什么呢?
       未来搭载神舟载人飞船来到天和核心舱的航天员们,将在这所太空之家内生活几个月到半年时间,因此要为他们备足各种物资,方便他们在太空里的“衣、食、住、行”和工作。而此次天舟二号送去的“外卖”里便有各种生活物资。
       常言道“民以食为天”,空间站的食物可谓太空一绝,让人隔空垂涎。我国的航天食品有不少传统中式菜品的身影,具有明显的中式特色。食物不仅有主副之分,讲究荤素搭配,更有独特的风味,甚至人人皆知的鱼香肉丝、宫保鸡丁等都出现在航天员的美食列表里。
       除了生活物资以外,天舟二号还带去了推进剂。在对接期间,天舟二号将为核心舱进行燃料加注与姿态控制。值得一提的是,天和核心舱推进系统实现了完全自主补加,不再需要地面指令干预或是航天员的辅助。
       此外,天舟二号还将带去实验设备、实验资料等物资,等到神舟十二号飞船将航天员送至天和核心舱,再由航天员在轨取出并安装。至神舟十二号飞船返回后,天舟二号还会在太空表演一番“杂技”——与核心舱尾部对接口分离,自主机动至核心舱节点舱轴向对接口对接,进一步验证关键技术。
       与神舟载人飞船不同,天舟货运飞船只运货、不送人,大家亲切地称它为空间站的“快递小哥”。作为首个与我国空间站进行对接的航天器,天舟二号将在轨验证多项空间站建设关键技术。
       “如果说核心舱是一套精装样板房,那么在航天员拎包入住前,货运飞船就是负责往房间里运输日常生活用品的。”中国航天科技集团八院飞船型号分总体主任设计师杨华星介绍。“快递小哥”天舟二号携带了多人多天的生活物资,包括空气、食物和出舱航天服,以及大量推进剂和空间站实验设备,为空间站提供推进剂补加和轨道维持等服务。天舟二号在轨飞行期间,航天员将乘坐神舟飞船进驻我国空间站天和核心舱,进入到货运飞船内在太空中体验一把“拆快递”的乐趣。
       面对如此多的货物,如此繁杂的处理工作,空间站又将如何管理呢?航天科技集团五院天舟二号货运飞船系统主任设计师杨胜介绍,空间站将地面的物流技术也应用其中,借鉴国内物流先进的管理技术,航天员通过扫描二维码的方式,便能获得货物的位置信息和产品信息,同时该系统对产品信息的库存数量还能做到动态掌控,让空间站货物一分一厘的变化都记录下来,从而确保航天员的工作生活更轻松便捷。
       原定于5月20日凌晨发射的天舟二号任务,为何会连续2次推迟发射?在过去9天的时间里,科研人员又是如何解决技术难题,最终不辱使命完成任务?
       2021年5月19日晚上21时40分,距离长征七号遥三火箭发射不到3个小时,发射指控大厅中的数据信息显示:“一个压力值参数异常!”陡然间,发射大厅现场陷入一片寂静。
       偌大的火箭,庞大的系统,漏点在哪里?面对这一情况,中国航天科技集团一院动力系统指挥邵业涛感慨:“我们的低温火箭又将经历一场严酷的考验。”
       火箭上天万万不可有半点闪失。彼时,火箭箭体已完成加注,尾舱内一直处于热氮气吹除的状态。这也意味着试验队员必须要带呼吸面罩进舱。
       随即,两名总装人员换好服装、戴好面罩,从50公分见方的舱门钻进了箭体。舱内一片漆黑,气体吹除的声音震耳欲聋,但他们无暇顾及密闭空间的憋闷和零下183℃的严寒,继续攀爬在箭体结构件上,仔细镇定地摸索着检漏点。
       “找到了!”两次核查后,问题暴露,但很快后方传来消息,这并不是元凶。5月19日晚上,距离发射预定时间还有不到2小时,型号领导一致决定:“推迟发射。”
       失落占据了试验队员的心情,大家感到“心凉了半截”。然而,众人更明白:这是指挥部经过慎重研究的结果,不让火箭带一丝隐患上天,这是铁的纪律,是底线,不可动摇。
       当天夜里,试验队员紧急部署,打起十二分精神,继续投入到紧张的排故中。5月20日,试验队员先后分4拨再次进舱排故,找到了新问题,并经过系列措施扭转局面。
“又有希望了!”大家长吁一口气,精神抖擞迎接2021年5月21日凌晨的发射。然而好事多磨,负8小时推进剂补加之后,异常再次出现,发射再度推迟。

       你们辛苦了,广大的航天工作者,因为有你们祖国更加的强大!

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