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5月30日凌晨，天舟二號貨運飛船采用自主快速交會對接模式，精準對接于天和核心艙后向端口，整個過程歷時約8小時。
航天五院502所研發(fā)團隊相關(guān)負責(zé)人表示，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”，正是來源于該所的技術(shù)積累。
其中，“全相位”是指目標飛行器可不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時間，即做到“不管空間站在哪里，飛船都能自主找到你”。
全相位、全自主
空間交會對接技術(shù)，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、精準度高、自主性要求高、安全性要求高。
天舟二號與核心艙的此次交會對接是我國在軌進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”。
502所研發(fā)團隊相關(guān)負責(zé)人介紹，“全相位”是指目標飛行器在入軌時和空間站的相對位置，無論是相距1/4圈、半圈，還是一整圈（一圈指飛船繞地球飛行一圈），天舟二號飛船都可以最快速度或者在規(guī)定時間點實現(xiàn)對接。這意味著，天舟二號飛船不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時間，從而實現(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。
據(jù)介紹，天舟一號飛船在遠距離段時，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，以后人員只負責(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。
據(jù)介紹，神舟載人飛船從研制之初就按照不同的邏輯分別針對兩套系統(tǒng)進行了相對獨立的設(shè)計。天舟二號雖是貨運飛船，但也裝備了手控系統(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。
502所研發(fā)團隊相關(guān)負責(zé)人表示，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。
三十年磨一劍
502所研發(fā)團隊相關(guān)負責(zé)人介紹，為了早日建成中國空間站，在載人航天工程立項前，502所就瞄準空間站建設(shè)必需的交會對接技術(shù)，開始了技術(shù)攻關(guān)。
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實現(xiàn)手控交會對接，標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，作為交會對接一項必要的相關(guān)技術(shù)，繞飛技術(shù)在神舟十號任務(wù)中得到了驗證。
2017年，天舟一號和天宮二號6.5小時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，502所研發(fā)團隊用幾年時間在自主性、可靠性等多方面對交會對接技術(shù)進行了完善。至天舟二號與核心艙對接，502所已經(jīng)奮斗了近30年。
來源：中國科學(xué)報
