3小時交會對接模式成功解鎖

2024-01-22 13:38:39 來源：

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1月18日1時46分，天舟七號貨運飛船在與長征七號火箭分離約3小時后，成功對接于空間站天和核心艙后向端口，取得了我國2024年載人航天工程交會對接任務的開門紅。

3小時交會對接是我國在軌驗證的新的交會對接模式，是飛船制導導航與控制（GNC）系統（以下簡稱“GNC系統”）能力的進一步釋放。在該系統的駕馭下，此次交會對接任務過程順利結果圓滿。

GNC系統是飛船遨游太空的保障

由中國航天科技集團五院502所研制的GNC系統，是飛船的核心分系統，也是駕駛飛船遨游太空的“舵手”。

該系統負責從飛船與火箭分離，到飛船與空間站交會對接，再到飛船從空間站撤離和受控再入大氣層的全過程。此外，飛船獨自飛行過程中的姿態與軌道控制、帆板控制等動作也都由它負責。

GNC系統研制人員告訴科技日報記者，如果飛船和空間站的自動交會對接出現異常情況，在該系統的保障下，空間站上的航天員還可對貨運飛船進行遙操作，來實現飛船和空間站的手控交會對接。

3小時方案有望成為新的交會對接基本模式

記者了解到，我國在交會對接方面先后在軌驗證和實施了4種方案，即2天方案、6.5小時方案、2小時方案和3小時方案。

“雖然2天方案難以應對緊急情況或者滿足更短時間的某些任務需求，但在起步階段，我們需要這種更為謹慎可靠的方案。”GNC系統研制人員介紹，而2小時方案雖然是目前最快的交會對接，但該方案對各方面保障條件要求較高。

“此次天舟七號貨運飛船采取的3小時交會對接方案，是技術人員面向下一階段交會對接任務探索出的最優選擇。”GNC系統研制人員說，3小時方案集成了2小時方案中“快”的因子和6.5小時方案中的“可靠”因子，成功將“快遞”提升為“速遞”，也因此成為更具競爭力的優選方案。

“如果一切順利，經過專家團隊的評估，3小時交會對接方案將有望替代6.5小時方案，成為新的基本模式。”GNC系統研制人員說。

遠近距離導引段時間雙雙縮減

與6.5小時方案相比，3小時方案是如何實現時間縮減一半以上的呢？

GNC系統研制人員告訴記者，技術的逐步成熟使技術人員可以在更短時間內完成飛船和空間站相對位置的調整。比如，通過調整飛船的飛行軌跡，天舟貨運飛船與空間站的遠距離導引段縮短了一個圈次，時長相應縮減了1.5小時。

在近距離導引段，飛行流程也得到減少或壓縮，特別是減少了“走走停停”，時間被縮短了約2個小時。同時，也正因為飛船飛行軌跡的調整，使3小時方案較2小時方案抵御或克服不利條件的能力更強。

“另外，從工程實際來說，3小時方案也有其特別的意義。”GNC系統研制人員解釋說，相較于6.5小時，3小時方案飛行時間短，可以減少航天員的飛行壓力，減少對電池燃料等的需要，提升了任務整體應對故障的能力；相較于2小時，3小時方案飛行時間稍長，節奏稍緩，減輕了飛控團隊的壓力等。