精準對接!中國“太空港”迎來第一艘飛船停靠

中國載人航天工程辦公室消息天舟二號貨運飛船入軌後順利完成入軌狀態設置,於5月30日5時01分,採用自主快速交會對接模式精準對接於天和核心艙後向端口,整個過程歷時約8小時

天舟二號攜帶了航天員生活物資艙外航天服及空間站平臺設備、應用載荷和推進劑等,與天和核心艙完成交會對接後,轉入組合體飛行階段,將按計劃開展推進劑補加和空間應用項目設備測試等工作

對接成功!回顧天舟二號“快遞”之旅(來源:~)

據人民日報客戶端報道,5月30日5時01分,天舟二號貨運飛船和天和核心艙順利實現快速交會對接。天舟二號貨運飛船成爲首個停靠空間站核心艙的航天器

空間交會對接是載人航天活動的基本技術之一,是實現空間站和空間運輸系統的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務的先決條件。

中國航天科技集團五院天舟二號貨運飛船副總設計師黨蓉介紹,以往飛船的交會對接從發射到具備交會對接條件需要大約2-3天時間,過程中還需要大量人工參與。此次天舟二號貨運飛船與天和核心艙對接採用的是快速交會對接技術,其最大的特點就是“快”,整個過程歷時8個小時,而且無需地面干預,就像無人駕駛汽車一樣。

快速交會對接技術之所以重要,在於將來不僅能縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間,減少航天員不必要的體力與精力付出,同時也可以保證一些“時鮮貨(比如生物製劑等)”儘快送達空間站。在安全方面,一旦空間站等航天器突遇緊急情況,快速交會對接可以迅速做出反應,向空間站提供各種急需的物資或救助被困的航天員。

與天舟一號時的快速交會對接相比,天舟二號的技術更進一步。

中國航天科技集團五院的科研人員爲飛船增加了“全相位自主交會對接方案”。無論目標飛行器在入軌時和空間站的相對位置有1/4圈、半圈乃至整圈,天舟二號貨運飛船都能以最快速度或者在規定時間點到達。天舟一號任務時,需要人工輔助把飛船送到距離天宮二號一定的位置,然後由飛船自主去對接。這次天舟二號增加了遠距離自主導引,飛船能夠利用北斗導航來實現遠距離的全自主導航計算及制導與控制。也就是說,以後天舟飛船對空間站的造訪過程中,人只負責監視,整個飛行和交會對接的過程是全自主的。

當然,當貨運飛船需要手控交會對接的時候,坐在空間站內的航天員還能通過手控遙操作,駕駛貨運飛船完成與空間站的交會對接或撤離。

爲了精準對接,由中國航天科工集團二院25所研製,安裝在天舟二號貨運飛船上的微波雷達作爲關鍵測量敏感器,能在交會對接過程中輸出高精度測距、測速及測角信息,爲空間站建設中的交會對接任務提供有力支撐。爲了緩衝大噸位航天器對接過程中產生的撞擊能量,中國航天科技集團八院研製出了對接機構分系統,創新性地研發了可控阻尼器,在船—艙間建立起高可靠的剛性連接,讓天舟二號貨運飛船的主動對接機構與核心艙的被動對接機構“溫柔”地交會對接。

整個交會對接設計還體現了能源高效利用的宗旨。天舟二號貨運飛船和天和核心艙各自有兩套獨立的能源系統,一旦對接後,兩個航天器可以互相輸送電能資源,實現組合體能源的高效利用。專家打比方說,這種“雙向併網”技術,就好比兩個手機,既可以單獨充電,還可以互相充電。當陽光照射情況複雜時,如果單個航天器能量不足,另一個可以及時補充,實現能源最大化利用。

跟高大的空間站核心艙相比,天舟二號貨運飛船的“身材”可謂是短小精悍。送上去的物資包括了160餘件大大小小的貨包以及2噸推進劑,佔了整個貨船重量的一半以上,載貨比超過50%,屬於國際領先水平。這裡面有兩件重要“寶貝”——兩套航天員艙外服,每件重100多公斤,是航天員抵達核心艙後執行艙外任務的必備物資。此外,還有“太空按摩儀”和“太空冰箱”等有特色的物件隨貨船升空。其中,中國航天科工集團所屬航天三江紅峰公司研製的“太空按摩儀”主要用於對航天員進行電脈衝刺激,協助航天員進行肌肉疲勞恢復和肌肉力量訓練,防止長期飛行試驗造成的肌肉萎縮。中國航天科工集團三院306所特製的隔熱保溫的“太空冰箱”,幫助保護貨船裡關鍵的醫療檢測和保障物資。

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中新網北京消息,5月29日20時55分,長征七號遙三火箭點亮文昌航天發射場的夜空,成功將天舟二號貨運飛船送入太空。遲來9天的勝利,發射現場全體試驗隊員懸着的心總算落了地。

原定於5月20日凌晨發射的天舟二號任務,爲何會連續2次推遲發射?在過去9天的時間裡,科研人員又是如何解決技術難題,最終不辱使命完成任務?

發射現場。駱雲飛

一個異常一場硬仗

5月19日晚上21時40分,距離長征七號遙三火箭發射不到3個小時,發射指控大廳中的數據信息顯示:“一個壓力值參數異常!”陡然間,發射大廳現場陷入一片寂靜。

偌大的火箭,龐大的系統,漏點在哪裡?面對這一情況,中國航天科技集團一院動力系統指揮邵業濤感慨:“我們的低溫火箭又將經歷一場嚴酷的考驗。”

火箭上天萬萬不可有半點閃失。彼時,火箭箭體已完成加註,尾艙內一直處於熱氮氣吹除的狀態。這也意味着試驗隊員必須要帶呼吸面罩進艙

隨即,兩名總裝人員換好服裝、戴好面罩,從50公分見方的艙門鑽進了箭體。艙內一片漆黑,氣體吹除的聲音震耳欲聾,但他們無暇顧及密閉空間的憋悶和零下183℃的嚴寒,繼續攀爬在箭體結構件上,仔細鎮定地摸索着檢漏點。

“找到了!”兩次覈查後,問題暴露,但很快後方傳來消息,這並不是元兇。5月19日晚上,距離發射預定時間還有不到2小時,型號領導一致決定:“推遲發射。”

失落佔據了試驗隊員的心情,大家感到“心涼了半截”。然而,衆人更明白:這是指揮部經過慎重研究的結果,不讓火箭帶一絲隱患上天,這是鐵的紀律,是底線,不可動搖。

當天夜裡,試驗隊員緊急部署,打起十二分精神,繼續投入到緊張的排故中。5月20日,試驗隊員先後分4撥再次進艙排故,找到了新問題,並經過系列措施扭轉局面

“又有希望了!”大家長吁一口氣,精神抖擻迎接5月21日凌晨的發射。然而好事多磨,負8小時推進劑補加之後,異常再次出現,發射再度推遲。

發射現場。駱雲飛 攝

冰火兩重天的堅守

原定於5月20日凌晨的發射兩度推遲,距離下一個發射窗口還有9天,火箭燃料兩加兩泄,高溫高溼高鹽霧之中,長征七號這枚“冰箭”要經歷怎樣的磨練?這注定是一場鏖戰。

事不宜遲,發射推遲後,型號隊伍火速調整狀態,重整旗鼓,倒排計劃,開始爲期4天的歸零。爲了進一步摸排故障,試驗隊員仍然要一批批進艙。艙內低溫、憋悶,一名試驗隊員剛出艙便吐了一地。然而,沒有人因此而退縮。連續48小時作業後,沒有人喊苦、沒有人叫累。

長征七號火箭是名副其實的“冰箭”。火箭第一次推遲發射後,試驗隊員發現,箭體出現結冰現象。“火箭在大量的低溫燃料加註後暴露這麼長時間,這在我們航天史上是第一次。”中國航天科技集團一院211廠天津大火箭公司57車間副主任趙鴻飛介紹。

5月的海南,酷暑難耐,室外溫度36°,溼度達到了90%以上,冰箭之中,零下183℃的低溫。“冰火兩重天”考驗着長征七號火箭,也考驗着每一名試驗隊員。箭體上,氧箱前的短殼上,冰塊一個接一個,大的足足有30-40釐米長,10釐米寬。隊員們用現有工具小心翼翼地鑿冰,還專門有人拿着兜子接冰,唯恐冰塊傷到產品。

這批天津大火箭的總裝團隊裡,90後年輕人佔90%以上。摸排故障期間,隊員們眼睛裡夾雜着紅血絲,雙腿起滿了痱子,嘴上卻說:“我們還能行。”爲了趕時間、追進度,塔架下送來的綠豆湯,竟沒有一個人來得及喝一口。

這羣“第一批見到火箭”、發射現場“最後一批撤崗”的火箭青年再次用實際行動續寫了“後牆不倒”的錚錚誓言。

發射現場。郭文彬 攝

“穩穩的成功”來敲門

推遲發射是爲了確保成功,而成功是唯一標準。面對火箭異常,中國航天科技集團一院上下一盤棋,試驗驗證定位、歸零計劃、逆流程計劃,型號辦迅速反應,爲後續工作有序開展打下基礎。

5月25日,歸零工作接近尾聲。5月26日,模擬發射演練;5月27日、28日,加註準備。5月29日火箭推進劑加註,當晚20時55分順利發射。

歷時9天磨礪,長征七號遙三火箭順利走完全部流程,最終實現了圓滿成功,打贏了這場榮譽之戰。中國航天科技集團一院長征七號火箭型號總師程堂明說:“這是空間站建造承上啓下的關鍵之戰,我們的目標有且只有一個,我們追求的就是‘穩穩的成功’。”

對此,中國航天科技集團有限公司一院院長王小軍表示,火箭連續2次推遲發射,3次準備發射,其間經歷了推進劑全卸出,今天能夠取得最終的發射勝利,這是研製隊伍用短短7天艱苦卓絕的工作換來的。航天人在工作中堅持“嚴、慎、細、實”,也是在爲勝利而戰,爲使命而戰,爲榮譽而戰。

發射現場。郭文彬 攝

天舟二號貨運飛船是中國空間站工程建造階段的首艘飛船。本次任務將首次實現貨運飛船與空間站天和核心艙的交會對接,運送航天員在空間站上所需的生活用品、開展空間科學實驗的物資以及用於天和核心艙補加的推進劑。隨着天舟二號順利發射升空,中國空間站在軌建造正穩步推進。