2021年5月30日5時(shí)01分,在成功發(fā)射約8小時(shí)后,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與中國(guó)空間站天和核心艙完成了全自主快速交會(huì)對(duì)接,在太空再次上演“浪漫之吻”。
空間交會(huì)對(duì)接是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一,是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營(yíng)救等在軌服務(wù)的先決條件,復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高、自主性要求高、安全性要求高。為掌握這項(xiàng)技術(shù),中國(guó)航天人前赴后繼奮斗了近30年。
天舟二號(hào)與天和核心艙的交會(huì)對(duì)接是中國(guó)在軌進(jìn)行的第2次快速交會(huì)對(duì)接,“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。與2017年天舟一號(hào)與天宮二號(hào)的交會(huì)對(duì)接相比,此次交會(huì)對(duì)接又實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)升級(jí)。
相較天舟一號(hào),天舟二號(hào)增加了“全相位全自主交會(huì)對(duì)接方案”。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院專家解釋道,“全相位”就是無論目標(biāo)飛行器在入軌時(shí)和空間站的相對(duì)位置有1/4圈、半圈,哪怕整圈,“天舟”都能以最快速度或者在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)接,而不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時(shí)間,真正實(shí)現(xiàn)了全天候發(fā)射。
“全自主”就是從飛船入軌到交會(huì)對(duì)接成功,全程不需要人工干預(yù),船上控制器自主規(guī)劃完成。天舟一號(hào)在遠(yuǎn)距離段需要人工輔助把飛船引導(dǎo)到距離天宮二號(hào)一定的位置,然后由飛船自主完成近距離交會(huì)對(duì)接。而天舟二號(hào)則增加了遠(yuǎn)距離自主導(dǎo)引,飛船可以利用北斗導(dǎo)航的位置信息來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的全自主導(dǎo)航計(jì)算及其制導(dǎo)與控制。
換言之,以后天舟貨運(yùn)飛船造訪空間站,這一過程中人只負(fù)責(zé)監(jiān)視,整個(gè)交會(huì)和對(duì)接過程由“天舟”完全自主完成。
2021年5月29日晚,搭載天舟二號(hào)的長(zhǎng)征七號(hào)遙三運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空,我國(guó)空間站的首單“太空快遞”開始送件。
上月底,由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的中國(guó)空間站天和核心艙成功發(fā)射,經(jīng)過一個(gè)月的在軌運(yùn)行等待后,迎來了天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船的到訪,并將獲得第一次太空補(bǔ)給。
兵馬未動(dòng)糧草先行,天舟二號(hào)在天地間架起物資保障生命線。那這次天舟二號(hào)都會(huì)給天和核心艙帶去些什么呢?
未來搭載神舟載人飛船來到天和核心艙的航天員們,將在這所太空之家內(nèi)生活幾個(gè)月到半年時(shí)間,因此要為他們備足各種物資,方便他們?cè)谔绽锏摹耙?、食、住、行”和工作。而此次天舟二?hào)送去的“外賣”里便有各種生活物資。
常言道“民以食為天”,空間站的食物可謂太空一絕,讓人隔空垂涎。我國(guó)的航天食品有不少傳統(tǒng)中式菜品的身影,具有明顯的中式特色。食物不僅有主副之分,講究葷素搭配,更有獨(dú)特的風(fēng)味,甚至人人皆知的魚香肉絲、宮保雞丁等都出現(xiàn)在航天員的美食列表里。
除了生活物資以外,天舟二號(hào)還帶去了推進(jìn)劑。在對(duì)接期間,天舟二號(hào)將為核心艙進(jìn)行燃料加注與姿態(tài)控制。值得一提的是,天和核心艙推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全自主補(bǔ)加,不再需要地面指令干預(yù)或是航天員的輔助。
此外,天舟二號(hào)還將帶去實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)資料等物資,等到神舟十二號(hào)飛船將航天員送至天和核心艙,再由航天員在軌取出并安裝。至神舟十二號(hào)飛船返回后,天舟二號(hào)還會(huì)在太空表演一番“雜技”——與核心艙尾部對(duì)接口分離,自主機(jī)動(dòng)至核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接,進(jìn)一步驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)。
與神舟載人飛船不同,天舟貨運(yùn)飛船只運(yùn)貨、不送人,大家親切地稱它為空間站的“快遞小哥”。作為首個(gè)與我國(guó)空間站進(jìn)行對(duì)接的航天器,天舟二號(hào)將在軌驗(yàn)證多項(xiàng)空間站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。
“如果說核心艙是一套精裝樣板房,那么在航天員拎包入住前,貨運(yùn)飛船就是負(fù)責(zé)往房間里運(yùn)輸日常生活用品的?!敝袊?guó)航天科技集團(tuán)八院飛船型號(hào)分總體主任設(shè)計(jì)師楊華星介紹。“快遞小哥”天舟二號(hào)攜帶了多人多天的生活物資,包括空氣、食物和出艙航天服,以及大量推進(jìn)劑和空間站實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為空間站提供推進(jìn)劑補(bǔ)加和軌道維持等服務(wù)。天舟二號(hào)在軌飛行期間,航天員將乘坐神舟飛船進(jìn)駐我國(guó)空間站天和核心艙,進(jìn)入到貨運(yùn)飛船內(nèi)在太空中體驗(yàn)一把“拆快遞”的樂趣。
面對(duì)如此多的貨物,如此繁雜的處理工作,空間站又將如何管理呢?航天科技集團(tuán)五院天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師楊勝介紹,空間站將地面的物流技術(shù)也應(yīng)用其中,借鑒國(guó)內(nèi)物流先進(jìn)的管理技術(shù),航天員通過掃描二維碼的方式,便能獲得貨物的位置信息和產(chǎn)品信息,同時(shí)該系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品信息的庫(kù)存數(shù)量還能做到動(dòng)態(tài)掌控,讓空間站貨物一分一厘的變化都記錄下來,從而確保航天員的工作生活更輕松便捷。
原定于5月20日凌晨發(fā)射的天舟二號(hào)任務(wù),為何會(huì)連續(xù)2次推遲發(fā)射?在過去9天的時(shí)間里,科研人員又是如何解決技術(shù)難題,最終不辱使命完成任務(wù)?
2021年5月19日晚上21時(shí)40分,距離長(zhǎng)征七號(hào)遙三火箭發(fā)射不到3個(gè)小時(shí),發(fā)射指控大廳中的數(shù)據(jù)信息顯示:“一個(gè)壓力值參數(shù)異常!”陡然間,發(fā)射大廳現(xiàn)場(chǎng)陷入一片寂靜。
偌大的火箭,龐大的系統(tǒng),漏點(diǎn)在哪里?面對(duì)這一情況,中國(guó)航天科技集團(tuán)一院動(dòng)力系統(tǒng)指揮邵業(yè)濤感慨:“我們的低溫火箭又將經(jīng)歷一場(chǎng)嚴(yán)酷的考驗(yàn)?!?/span>
火箭上天萬萬不可有半點(diǎn)閃失。彼時(shí),火箭箭體已完成加注,尾艙內(nèi)一直處于熱氮?dú)獯党臓顟B(tài)。這也意味著試驗(yàn)隊(duì)員必須要帶呼吸面罩進(jìn)艙。
隨即,兩名總裝人員換好服裝、戴好面罩,從50公分見方的艙門鉆進(jìn)了箭體。艙內(nèi)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(yán)寒,繼續(xù)攀爬在箭體結(jié)構(gòu)件上,仔細(xì)鎮(zhèn)定地摸索著檢漏點(diǎn)。
“找到了!”兩次核查后,問題暴露,但很快后方傳來消息,這并不是元兇。5月19日晚上,距離發(fā)射預(yù)定時(shí)間還有不到2小時(shí),型號(hào)領(lǐng)導(dǎo)一致決定:“推遲發(fā)射?!?/span>
失落占據(jù)了試驗(yàn)隊(duì)員的心情,大家感到“心涼了半截”。然而,眾人更明白:這是指揮部經(jīng)過慎重研究的結(jié)果,不讓火箭帶一絲隱患上天,這是鐵的紀(jì)律,是底線,不可動(dòng)搖。
當(dāng)天夜里,試驗(yàn)隊(duì)員緊急部署,打起十二分精神,繼續(xù)投入到緊張的排故中。5月20日,試驗(yàn)隊(duì)員先后分4撥再次進(jìn)艙排故,找到了新問題,并經(jīng)過系列措施扭轉(zhuǎn)局面。
“又有希望了!”大家長(zhǎng)吁一口氣,精神抖擻迎接2021年5月21日凌晨的發(fā)射。然而好事多磨,負(fù)8小時(shí)推進(jìn)劑補(bǔ)加之后,異常再次出現(xiàn),發(fā)射再度推遲。
你們辛苦了,廣大的航天工作者,因?yàn)橛心銈冏鎳?guó)更加的強(qiáng)大!