2021年5月30日5時01分,在成功發(fā)射約8小時后,天舟二號貨運飛船與中國空間站天和核心艙完成了全自主快速交會對接,在太空再次上演“浪漫之吻”。
空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術之一,是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)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,復雜度高、精準度高、自主性要求高、安全性要求高。為掌握這項技術,中國航天人前赴后繼奮斗了近30年。
天舟二號與天和核心艙的交會對接是中國在軌進行的第2次快速交會對接,“萬里穿針”技術再現(xiàn)太空。與2017年天舟一號與天宮二號的交會對接相比,此次交會對接又實現(xiàn)了新的技術升級。
相較天舟一號,天舟二號增加了“全相位全自主交會對接方案”。中國航天科技集團五院專家解釋道,“全相位”就是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,哪怕整圈,“天舟”都能以最快速度或者在規(guī)定時間點實現(xiàn)對接,而不用專門根據(jù)空間站的位置來選擇飛船發(fā)射時間,真正實現(xiàn)了全天候發(fā)射。
“全自主”就是從飛船入軌到交會對接成功,全程不需要人工干預,船上控制器自主規(guī)劃完成。天舟一號在遠距離段需要人工輔助把飛船引導到距離天宮二號一定的位置,然后由飛船自主完成近距離交會對接。而天舟二號則增加了遠距離自主導引,飛船可以利用北斗導航的位置信息來實現(xiàn)遠距離的全自主導航計算及其制導與控制。
換言之,以后天舟貨運飛船造訪空間站,這一過程中人只負責監(jiān)視,整個交會和對接過程由“天舟”完全自主完成。
2021年5月29日晚,搭載天舟二號的長征七號遙三運載火箭在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空,我國空間站的首單“太空快遞”開始送件。
上月底,由航天科技集團五院抓總研制的中國空間站天和核心艙成功發(fā)射,經(jīng)過一個月的在軌運行等待后,迎來了天舟二號貨運飛船的到訪,并將獲得第一次太空補給。
兵馬未動糧草先行,天舟二號在天地間架起物資保障生命線。那這次天舟二號都會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生活幾個月到半年時間,因此要為他們備足各種物資,方便他們在太空里的“衣、食、住、行”和工作。而此次天舟二號送去的“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,更有獨特的風味,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,天舟二號還帶去了推進劑。在對接期間,天舟二號將為核心艙進行燃料加注與姿態(tài)控制。值得一提的是,天和核心艙推進系統(tǒng)實現(xiàn)了完全自主補加,不再需要地面指令干預或是航天員的輔助。
此外,天舟二號還將帶去實驗設備、實驗資料等物資,等到神舟十二號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。至神舟十二號飛船返回后,天舟二號還會在太空表演一番“雜技”——與核心艙尾部對接口分離,自主機動至核心艙節(jié)點艙軸向對接口對接,進一步驗證關鍵技術。
與神舟載人飛船不同,天舟貨運飛船只運貨、不送人,大家親切地稱它為空間站的“快遞小哥”。作為首個與我國空間站進行對接的航天器,天舟二號將在軌驗證多項空間站建設關鍵技術。
“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,貨運飛船就是負責往房間里運輸日常生活用品的?!敝袊教炜萍技瘓F八院飛船型號分總體主任設計師楊華星介紹。“快遞小哥”天舟二號攜帶了多人多天的生活物資,包括空氣、食物和出艙航天服,以及大量推進劑和空間站實驗設備,為空間站提供推進劑補加和軌道維持等服務。天舟二號在軌飛行期間,航天員將乘坐神舟飛船進駐我國空間站天和核心艙,進入到貨運飛船內在太空中體驗一把“拆快遞”的樂趣。
面對如此多的貨物,如此繁雜的處理工作,空間站又將如何管理呢?航天科技集團五院天舟二號貨運飛船系統(tǒng)主任設計師楊勝介紹,空間站將地面的物流技術也應用其中,借鑒國內物流先進的管理技術,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,同時該系統(tǒng)對產(chǎn)品信息的庫存數(shù)量還能做到動態(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)射的天舟二號任務,為何會連續(xù)2次推遲發(fā)射?在過去9天的時間里,科研人員又是如何解決技術難題,最終不辱使命完成任務?
2021年5月19日晚上21時40分,距離長征七號遙三火箭發(fā)射不到3個小時,發(fā)射指控大廳中的數(shù)據(jù)信息顯示:“一個壓力值參數(shù)異常!”陡然間,發(fā)射大廳現(xiàn)場陷入一片寂靜。
偌大的火箭,龐大的系統(tǒng),漏點在哪里?面對這一情況,中國航天科技集團一院動力系統(tǒng)指揮邵業(yè)濤感慨:“我們的低溫火箭又將經(jīng)歷一場嚴酷的考驗?!?/span>
火箭上天萬萬不可有半點閃失。彼時,火箭箭體已完成加注,尾艙內一直處于熱氮氣吹除的狀態(tài)。這也意味著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公分見方的艙門鉆進了箭體。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(xù)攀爬在箭體結構件上,仔細鎮(zhèn)定地摸索著檢漏點。
“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)射預定時間還有不到2小時,型號領導一致決定:“推遲發(fā)射?!?/span>
失落占據(jù)了試驗隊員的心情,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。
當天夜里,試驗隊員緊急部署,打起十二分精神,繼續(xù)投入到緊張的排故中。5月20日,試驗隊員先后分4撥再次進艙排故,找到了新問題,并經(jīng)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2021年5月21日凌晨的發(fā)射。然而好事多磨,負8小時推進劑補加之后,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,因為有你們祖國更加的強大!