11月1日4時27分，天和核心艙組合體在數(shù)百公里外的太空，與來自地球的“夢天”完美對接，過程穩(wěn)定并保持了高精度，再次完美上演“萬里穿針”神技，整個交會對接過程歷時約13小時，標(biāo)志著我國空間站全面建成任務(wù)又邁出了堅實一步。此次成功駕馭空間站組合體和夢天實驗艙實現(xiàn)“夢?天之吻”的幕后神兵，就是由航天科技集團五院502所研制的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)。

實現(xiàn)“夢?天之吻”

須戰(zhàn)勝兩大難關(guān)

五院502所空間站實驗艙主任設(shè)計師宋明超介紹道：“夢天實驗艙與三個月前發(fā)射的問天實驗艙個頭差不多，但是交會對接過程卻是‘難’上加‘難’。為了解決‘兩大難點’， 制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用?！?/p>

“夢?天之吻”的第一個難也是此次交會對接任務(wù)的最大危險點，就是夢天實驗艙太陽翼發(fā)電量不足以補足耗電量，能源緊張，如果不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成交會對接，就需要中斷自主交會對接過程而緊急調(diào)整“夢天”的姿態(tài)，使其連續(xù)對日定向來保證能源的供應(yīng)。為此，相較于“問天”，五院的技術(shù)人員為“夢天”特別定制了交會對接任務(wù)故障預(yù)案，形象來說，就是將各種可能發(fā)生的故障，充分體現(xiàn)在故障樹上，通過開展大量的預(yù)演預(yù)判和試驗驗證工作，確保故障止于預(yù)想、不留缺憾。

“夢?天之吻”的第二個難，在于“問天”交會對接時組合體是只有天和核心艙的對稱構(gòu)型，而“夢天”交會對接時組合體是“L”字形的非對稱構(gòu)型，這顯著增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。一是“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。二是在“夢天”接近組合體時需要開啟反推發(fā)動機減速，發(fā)動機的羽流會干擾到組合體的姿態(tài)，此時實現(xiàn)“夢?天之吻”變得更難。不過，在五院技術(shù)人員的“精心指導(dǎo)”下，夢天實驗艙制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)精準(zhǔn)識別了實驗艙和組合體的相對距離及相對姿態(tài)，通過一點點接近并最終實現(xiàn)了高精度的交會對接。

“天”字輩的不同方案

令“太空之吻”更精準(zhǔn)

“夢天”“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。因為“夢天”和“問天”的使命任務(wù)更相近，所以，“夢天”裝備的也是和“問天”類似的基于地面脈沖計算的快速交會對接方案，即半自主交會對接。這和“天舟”的全相位全自主快速交會對接不同，全自主的更智能，半自主的更靈活。

不過，“夢天”約13小時交會對接方案和“天舟”的6.5小時快速交會對接方案并沒有什么大不同，多出的幾個小時，是和“問天”一樣，“夢天”在啟動6.5小時快速交會對接前需要對自身狀態(tài)、姿態(tài)和相對位置等進行確認(rèn)，如對系統(tǒng)、產(chǎn)品進行在軌測試和設(shè)置，包括太陽翼的展開、平臺設(shè)備的測試等。當(dāng)這些準(zhǔn)備工作完成后，“夢天”才開始正式向天和核心艙進發(fā)并實現(xiàn)交會對接。

“夢天”的順利交會對接再一次證明了中國交會對接技術(shù)的可靠性，但連續(xù)的成功也影響了全國人民對航天高風(fēng)險的認(rèn)識。航天是高風(fēng)險事業(yè)，每一次成功的背后都是科研人員的默默奉獻(xiàn)和嚴(yán)慎細(xì)實的珍貴成果，每次成功都只能代表過去，就像“夢天”的交會對接不可能是“問天”任務(wù)的簡單復(fù)制，依然需要如臨深淵如履薄冰，該有的預(yù)案一個不能少，該有的準(zhǔn)備一項不能落。

和“問天”交會對接之后斷電不同，“夢天”實驗艙交會對接后，因為要很快實施轉(zhuǎn)位操作，GNC系統(tǒng)控制器將在不斷電的情況下靜候下一步操作。期待不久之后的轉(zhuǎn)位，空間站“T”字基本構(gòu)型組合體亮相太空！