由航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱五院）抓總研制的天舟二號貨運飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置，于5月30日5時01分，采用自主快速交會對接模式精準(zhǔn)對接于天和核心艙后向端口，整個過程歷時約8小時，“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。

空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術(shù)之一，是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件，復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高、自主性要求高、安全性要求高。

全相位、全自主

天舟二號與核心艙的此次交會對接是我國在軌進(jìn)行的第二次快速交會對接，和2017年天舟一號與天宮二號的快速交會對接相比，此次又實現(xiàn)了新的技術(shù)升級。

相較于天舟一號，天舟二號增加了“全相位全自主交會對接方案”。“全相位”是指無論目標(biāo)飛行器在入軌時和空間站的相對位置為1/4圈、半圈，哪怕整圈，天舟二號都可以最快速度或者在規(guī)定時間點實現(xiàn)對接，而不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時間，實現(xiàn)全天候發(fā)射。 “全自主”是指從飛船入軌到交會對接成功，全程不需要人工干預(yù)，由船上控制器自主規(guī)劃完成。天舟一號在遠(yuǎn)距離段需要通過人工輔助把飛船引導(dǎo)到距離天宮二號一定的位置，然后由飛船自主完成近距離交會對接。天舟二號增加了遠(yuǎn)距離自主導(dǎo)引，可以利用北斗導(dǎo)航的位置信息來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、全自主的導(dǎo)航計算及其制導(dǎo)與控制。也就是說，以后天舟飛船對空間站的造訪，過程中人只負(fù)責(zé)監(jiān)視，整個交會和對接過程完全自主完成。

自控、手控兩相宜

手控交會對接和自動交會對接是空間交會對接系統(tǒng)的左右手，互為備份，是系統(tǒng)可靠性的重要保障。神舟載人飛船從研制之初就按照不同的邏輯分別為兩套系統(tǒng)設(shè)計了相對獨立的系統(tǒng)。天舟二號是貨運飛船，但是它也裝備了手控系統(tǒng)，在貨運飛船與空間站交會對接的最后平移靠攏段，手控是重要的控制手段之一，具備支持空間站內(nèi)航天員進(jìn)行手控遙操作實現(xiàn)前向或后向的交會對接或撤退撤離的能力。一旦自動交會對接模式出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)為手控遙操作模式，空間站上的航天員可以通過“遙操作”，以遙控的方式“駕駛”飛船，實現(xiàn)貨運飛船規(guī)避空間站或安全、準(zhǔn)確地與空間站對接。

為保證系統(tǒng)整體可靠性，天舟二號的自控與手控系統(tǒng)間通過設(shè)計不同的信息接口實現(xiàn)了相互故障隔離，必要時又可以實現(xiàn)可靠的模式切換。在自控模式下，通過地面注入指令或航天員手控指令可以迅速轉(zhuǎn)入手控遙操作模式，手控遙操作過程中也可以通過地面注入指令或航天員手控指令轉(zhuǎn)入自控模式。

三十余年磨一劍

為了早日建成中國空間站，在載人航天工程立項前，五院科研人員就瞄準(zhǔn)空間站建設(shè)必須的交會對接技術(shù)開始了攻關(guān)。

至2011年11月，神舟八號成功完成了與天宮一號的兩次自動交會對接。2012年6月，神舟九號在航天員劉旺的操控下與天宮一號成功實現(xiàn)手控交會對接，標(biāo)志著我國突破了相對導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制和交會對接相對測量敏感器等一系列關(guān)鍵技術(shù)，成為世界上第三個獨立掌握交會對接的國家。2016年，作為交會對接的一項必要的相關(guān)技術(shù)，在神舟十號任務(wù)中驗證了繞飛技術(shù)。2017年，天舟一號和天宮二號快速交會對接在軌試驗圓滿成功，使我國成為世界上第三個掌握近地快速交會對接的國家。之后，研發(fā)團(tuán)隊用幾年的時間在自主性、可靠性等多方面對交會對接技術(shù)進(jìn)行了完善。至天舟二號與核心艙對接，五院研發(fā)人員已經(jīng)前赴后繼奮斗了近30年。

隨著天舟二號和空間站核心艙的首次“太空牽手”，中國的空間交會對接技術(shù)也迎來了新的歷史階段。行而不輟，未來可期，相信中國的交會對接技術(shù)將為我國航天強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)更大力量。