天舟五号发射成功创世界最快交会对接纪录
原标题:天舟五号发射成功 创世界最快交会对接纪录
据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2022年11月12日10时03分,搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射。12时10分,天舟五号采取自主快速交会对接模式,成功对接于空间站天和核心舱后向端口,中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。
此次发射任务从点火发射到完成交会对接,全程仅用2个小时,一举改写了2020年10月14日俄罗斯联盟号MS-17与国际空间站的3小时3分交会对接纪录。快速交会对接技术成功在轨实施,标志着我国航天交会对接技术取得了新突破。
交会对接从6.5小时到2小时
“快”,是天舟货运飞船的显著特点,也是核心技术难点。五院的飞船制导导航与控制(GNC)系统研制团队为此开展了多年艰苦攻关。
2017年9月12日,我国利用天舟一号成功开展与天宫二号空间实验室的6.5小时快速交会对接在轨试验,成为世界上第三个掌握近地快速交会对接技术的国家。2021年以来,天舟二号、天舟三号、天舟四号在与天和核心舱交会对接时,均采用自主快速交会对接方案。
与6.5小时交会对接相比,此次之所以能实现2小时交会对接,研制团队主要从两方面对天舟五号进行了调整。一是优化了交会对接的控制制导策略,将远距离导引过程由多圈次压缩为不到一圈,将多次变轨压缩为两次综合机动,因此该部分用时由原来的4个多小时减少到约1个小时。二是在近距离自主控制段,减少了多个用以确认飞船状态的停泊点,与动车组减少经停车站数量类似,加快了接近速度,因此该阶段时长由2个多小时缩短为约40分钟。
五院502所交会对接首席专家解永春表示:“2小时交会对接并不是我们为天舟五号增加的新功能,之前的天舟货运飞船也有该功能,只是因为该模式对飞船飞行状态要求较高,所以之前未曾进行在轨实施。”
也就是说,2小时交会对接只是飞船交会对接GNC系统的一个选项,飞船的GNC系统可以根据火箭入轨的情况,自主选择不同时长的交会对接模式,其中2小时快速交会对接是目前速度最快的模式,此外还可以选择3小时、5小时和6.5小时等方案。
2小时快速交会对接技术的突破,对于中国空间站的长期在轨运营具有重大现实意义。这不仅意味着向空间站运输货物的时间大大缩短,使运输特殊鲜活试验品成为可能,还能够极大增强太空紧急救援能力。
“神经中枢”实现信息分类传递
为了顺利完成此次任务,一次性与空间站天和核心舱完成对接,天舟五号必须与地面建立联系,搭建各种指令及通信信号通道,在地面测控站准确引导下,与空间站天和核心舱“会面” 。因此,五院为天舟五号研制了天线网络,通过提供专门的测控与通信信号传输通道,为天舟五号与地面建立起高速、畅通的指挥和信息反馈通道,确保任务顺利完成。
天线网络是属于测控与通信分系统中连接应答机和天线的关键产品,虽然是飞船上一个小型信号转发器,但也是实现信息传输的“神经中枢”。当天舟五号接收到地面的通信信号或测控指令信号时,天线网络会智能地将其进行分类、分通道传输到应答机;反之,它也会把来自应答机不同通道的各类信号汇总后送往对地天线,通过天线发出后送达地面。
在此次任务中,天舟五号将以天基测控为主实施在轨飞行控制,天线网络作为“神经中枢”,将主要完成飞船测控指令信号的上传和下达,天舟五号货运飞船执行对接等在轨任务,需要确保各项操作指令实时准确,“神经中枢”的高可靠性将成为该任务的重要保障之一。
天舟五号将带来这些好物