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见证技术立院丨不断探索空间交会对接技术新发展

时间:2024年01月22日 信息来源:本站原创 点击:900 字体:

2024年1月18日,天舟七号货运飞船顺利完成与空间站核心舱后向交会对接,解锁了全新的3小时交会对接模式。此刻距离2011年神舟八号与天宫一号首次开展交会对接已走过了十多个年头,迄今为止,我国历次交会对接都做到了平稳有序、快速准确。


空间交会对接技术是载人航天活动的三大基本技术之一,是空间站建造和运营阶段航天员往返太空及货物补给的必备技术,复杂度高、精准度高、自主性和安全性要求高,被形象的称为太空“万里穿针”。


五院始终坚持“技术立院”,实现了空间交会对接技术从无到有,从有到优的跨越式发展。五院502所作为承研单位,为空间交会对接技术的发展作出了突出贡献。


从无到有

自力更生突破空间交会对接技术


早在上世纪80年代,502所老一辈航天专家就开始了空间交会对接技术的预先研究。30多年来,从杨嘉墀院士指明空间智能自主控制发展方向,到吴宏鑫院士提出全系数自适应控制理论和特征建模理论,再到以解永春研究员为核心的团队突破空间交会对接技术,一代代五院人攻坚克难,为突破交会对接技术作出贡献。


自2011年神舟八号与天宫一号首次自动交会对接,到2013年神舟十号的交会对接,两年间先后完成了6次交会对接,我国突破和掌握了自动和手动交会对接技术。


工程研制初期,理论方法如何在工程中应用是个大问题,“难点不是不知道如何解决问题,而是根本提不出问题”。面对巨大的挑战,交会对接团队不畏困难、刻苦攻关,相继解决了光学敏感器的测量精度问题、相对位置和姿态的确定问题、近距离段的自主制导和控制问题等,助力我国成为了世界上第三个独立掌握空间交会对接技术的国家。


从有到优

独立自主攻克全自主快速交会对接技术


“空间站建设和运营阶段,交会对接任务更加密集,攻克高效、强适应的自主快速交会对接技术具有非常重要的意义!”这是当时交会对接团队在我国交会对接在轨实施零的突破后认定的新方向。


团队将眼光瞄准了更为先进的自主快速交会对接技术。他们主动推动技术进步,在原有远距离导引地面制导算法以及前期远距离快速交会技术调研和论证的基础上,针对批产化的货运飞船与空间站对接、载人飞船与空间站对接等任务,创建了一种多模式自主交会对接制导和任务规划方法,攻克了航天器全自主快速交会对接关键技术。


2017年,天舟一号在轨首次验证了我国的全自主快速交会对接技术,并以此为基础形成了2小时、6.5小时和多天等交会对接方案。时至今日,载人飞船、货运飞船,问天实验舱、梦天实验舱近30次交会对接任务的圆满完成,支撑了空间站的建成,交会对接控制技术体系也日趋完善。交会对接飞行时间由初期的2天缩短到6.5小时,特别是2022年,天舟五号实现了2小时自主快速交会对接,创造了世界纪录。


发展永无止境,交会对接团队仍在不断探索着空间交会对接技术的新发展。随着技术的成熟、经验的积累,交会对接团队为下一阶段交会对接任务创新探索的新的最优解,即本次的天舟七号货运飞船3小时交会对接方案。该方案集成了2小时方案中“快”的因子和6.5小时方案中“可靠”因子,将有望代替6.5小时方案成为新的基本模式。


薪火传承

继往开来再攀新高峰


经过多年的发展,交会对接团队取得了一系列自主创新成果,包括基于锚点设定和时空折叠的飞行任务规划、全相位自主快速交会对接制导等核心技术。在支撑载人航天工程的同时,空间交会对接技术作为通用技术,还在嫦娥五号任务中实现了我国首次月球轨道自主交会对接。


“千锤百炼始成钢,百折不挠终成才”,在攀登科技高峰的同时,依托重大工程,五院也培养和锻炼了一支“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的交会对接队伍。


与此同时,一批年轻力量正在源源不断加入进来,团队的核心和中坚力量也正在毫无保留地指导年轻设计师开展载人登月、火星采样返回、在轨服务等与空间交会对接相关的型号论证和工程研制工作。未来,这些年轻力量将接续奋斗,以青春之力勇攀科技高峰。



站在新的历史节点,交会对接技术团队将不负重托,携手共赴新征途,踔厉奋发、勇毅前行,努力为我国航天科技实现高水平自立自强作出新的贡献。




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