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一场“空中芭蕾”今天精彩上演:天舟一号完成绕飞和第二次交会对接试验
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来源:上观新闻 作者:刘锟 2017-06-19 16:19
摘要:6月19日14时55分,天舟一号货运飞船完成与天宫二号空间实验室的绕飞和第二次交会对接试验。

我国航天领域一场精彩的“空中芭蕾”完美上演。解放日报·上观新闻记者从中国载人航天工程办公室获悉,6月19日14时55分,天舟一号货运飞船完成与天宫二号空间实验室的绕飞和第二次交会对接试验。

   

6月19日09时37分,在地面决策指导下,天舟一号绕飞试验开始实施。地面首先发送分离指令,天宫二号停控,对接机构解锁,两航天器分离。天舟一号按程序逐步撤退至后向5千米,并保持约90分钟。地面确认航天器状态正常后,发令控制天舟一号开始绕飞,从后向5千米绕飞至天宫二号前向5千米。在此期间,天舟一号完成偏航180°转倒飞,天宫二号完成偏航180°转正飞。

   

绕飞是一种高难度的太空工作,需要飞行器进行多次变轨和姿态机动来完成。绕飞主要应用于空间站多个舱段组装、或是载人飞船(货运飞船)已经在某个对接口,需要腾空对接口时,绕飞技术需要确保航天器能从多个方向与空间站对接,是交会对接技术的进一步发展,是空间站建造和运营的关键技术之一。

   

神舟十号载人飞船时曾首次验证“绕飞”技术,但那次是在地面人员支持下进行的绕飞,此次货运飞船绕飞过程中的制导、调姿及进入5千米保持点均是船上软件自主规划完成,即当绕飞指令发出,飞船上制导导航与控制系统的计算机便开始自主规划绕飞轨迹,自主进行变轨控制,自动进行姿态机动,不需要地面人员干预,可谓“聪明”和“自立”了很多,这种全自主不仅大大减轻了地面支持人员的工作强度,更重要的是可以实现测控区外的自主绕飞。

  

“如果把神舟十号的绕飞比作是‘领着’小朋友学走路,那么此次货运飞船的绕飞则是‘看着’小朋友自己走路。”中国空间技术研究院货运飞船副总设计师张强说。

  

空间绕飞,精彩但暗含巨大风险,两个重达十几吨的飞行器在以每小时29万千米的高速飞行过程中下完成“上下绕圈”和“翻跟斗”,其最大的风险就是碰撞。所以,要求两者的轨迹和姿态必须精准受控。张强说,除了要避免碰撞,“全自主”还需要规划出最优的绕飞轨迹,“自主”完成在特定位置的变轨控制,在预定的时间点到达预定的位置,以消耗尽量少的燃料。

   

同时,飞船还要根据目标飞行器的状态进行协同控制,包括相对位置、相对速度、相对姿态、相对角速度等,所有因素都必须“完美”。

   

有人把这种绕飞比作空中芭蕾,但有哪一场芭蕾有如此精密、强大的后台呢?超高的可靠性和安全性,高可靠的控制系统产品以及具有自主故障诊断和系统重构能力的智慧软件……此次试验的顺利完成,巩固了航天器多方位空间交会技术,对于后续空间站工程建设具有重要意义。

   

绕飞试验完成后,天舟一号与天宫二号开始第二次交会对接试验。天舟一号离开前向5千米停泊点,逐步接近至前向30米,之后与天宫二号对接机构接触,完成对接试验。

   

天舟一号货运飞船自4月20日成功发射升空后至今,已与天宫二号空间实验室完成两次推进剂补加和两次交会对接。未来,还将继续开展第三次交会对接(自主快速交会对接)和第三次推进剂补加。

 


编辑邮箱: liukun905@sina.com 题图来源:视觉中国 图片编辑:雍凯

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