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天舟一号与天宫二号顺利完成自动交会对接
发布时间:2017-04-26 作者: 信息来源: 上海航天技术研究院

4月 22 日12时23分,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来,首次与货运飞船进行的交会对接。

在科技人员精确控制下,天舟一号货运飞船自4月20日发射成功之后,经过5次变轨,于22日10时02分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。12时16分,在393公里轨道高度,天舟一号按程序顺利完成对接接触、捕获、对接环拉回、对接锁紧等系列技术动作,12时23分,对接锁紧完成,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

八院飞控试验队于3月1日分批进驻北京飞控中心,在本次飞行试验任务中主要涉及对接机构分系统、电源分系统及测控通信单机的状态监测、注入数据校核和其他地面支持活动。在飞控准备阶段,试验队开展了人员培训与考核、文件准备、预案完善、飞控演练、监显页面和天宫二号在轨监测等大量扎实而富有成效的工作。

随后,天舟一号与天宫二号进入组合体飞行阶段,将按计划开展推进剂在轨补加,以及空间应用和航天技术等领域的多项实(试)验。

作为建设空间站的必备关键技术,6年间,我国的对接机构有了新的突破。

第一“新”:实现“重量级”大吨位航天器的偏心对接

说起大吨位偏心对接,就不得不从神舟系列载人飞船与天宫系列目标飞行器的空间交会对接说起。神舟和天宫都是8吨级的航天器,它们之间要实现“太空之吻”必须沿着质心轴线运动,捕获、校正后,必须处于无偏心的位置,才能顺利“吻”上。

8吨级庞然大物间的交会对接,在我们看来已经是重量级选手间的高难度动作了,但是对空间站来说还是“轻量级”的,第二代对接机构必须适应未来空间站建造阶段8-180吨各种吨位、各种方式的对接,包括偏心对接,其间将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出很高的要求,这也是空间站建造阶段必须突破的一项技术,八院的设计师们通过大量的技术攻关和方案论证,已经破解这一难题,为了既不影响原捕获性能,方便捕获,又实现对接机构捕获后的大吨位耗能需求,系统性提出了可控阻尼的控制思路,通过可控阻尼器单机产品、改进型传动缓冲对接机构产品以及分系统级的整机、缓冲等全覆盖的考核措施,满足了本次及后续任务的需求。

第二“新”:首次实现在轨推进剂补加

对接机构并不直接参与空间推进剂补加任务,但是它为补加提供了平台和初始条件。空间的推进剂补加主要是通过安装在对接机构上的4路推进剂补加的液路浮动断接器来实现的,这就相当于加油的管路和油枪都安装在第二代对接机构产品上。

油枪能不能准确无误地拆入加油口,那就得看对接的初始精度了。天舟一号要顺利地把推进剂供给天宫二号,两个对接机构必须对接得严丝合缝,这对空间交会对接的精度提出非常高的要求。

第三“新”:首次实现国产100伏高压供电

第一代对接机构采用的是低压供电,其可靠性已经得到多次验证,鉴于未来我国空间站将采用100伏的高压供电制,为提前验证技术,这次天舟一号货运飞船便采用了全新研制的国产100伏高压器件,对接机构控制系统电路也进行了全新的设计。

为此,设计师们进行了专项的鉴定试验和可靠性试验,确保对接机构能够适应新的供电制。

第四“新”:首次实行快速交会对接

在一次试验任务中实现三次交会对接,这在我国载人航天历史上还是第一次。从2011年11月3日对接机构首次亮相后,神舟八号、神舟九号、神舟十号都与天宫一号实现了2次交会对接,神舟十一号与天宫二号实现1次交会对接并首次实现30天中长期组合体运行。这次天舟一号与天宫二号将实现三次交会对接,对接机构组合体保持时间将远超过原来的神舟十一号与天宫二号的30天,其中第二次交会对接是在对接分离后,实行短时间调头绕飞后再次对接,分离后将保持较长时间的独立飞行后,而后进行第三次对接,这对对接机构的控制、空间环境长寿命、重复对接性能提出更高要求。

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