5月30日5時01分，在成功發(fā)射約8小時后，由航天科技集團(tuán)五院(以下簡稱五院)抓總研制的天舟二號貨運(yùn)飛船與天和核心艙完成了全自主快速交會對接，“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。

空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術(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。為掌握該項(xiàng)技術(shù)，五院502所研制人員接續(xù)奮斗了近30年。

全相位、全自主

天舟二號與核心艙的此次交會對接是我國在軌進(jìn)行的第二次快速交會對接。與2017年天舟一號與天宮二號的交會對接相比，此次又實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)升級。

相較于天舟一號，天舟二號增加了“全相位全自主交會對接方案”。

“全相位”就是無論目標(biāo)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”都可以以最快速度或者在規(guī)定時間點(diǎn)實(shí)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(shí)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(yù)，船上控制器自主規(guī)劃完成。

天舟一號在遠(yuǎn)距離段是需要人工輔助把飛船引導(dǎo)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的。天舟二號增加了遠(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)距離的全自主的導(dǎo)航計(jì)算及其制導(dǎo)與控制。

也就是說，以后天舟飛船對空間站的造訪，整個交會和對接過程可以完全自主完成，人只需要負(fù)責(zé)監(jiān)視。

自控、手控兩相宜

手控交會對接和自動交會對接是空間交會對接系統(tǒng)的左右手，互為備份，是系統(tǒng)可靠性的重要保障。神舟載人飛船從研制之初就按照不同的邏輯分別為兩套系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相對獨(dú)立的系統(tǒng)。

天舟二號雖然是貨運(yùn)飛船，但也裝備了手控系統(tǒng)。

在貨運(yùn)飛船與空間站交會對接的最后平移靠攏段，手控是重要的控制手段之一，具備支持空間站內(nèi)航天員進(jìn)行手控遙操作，實(shí)現(xiàn)前向或后向的交會對接或撤退撤離的能力。

一旦自動交會對接模式出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)為手控遙操作模式，空間站上的航天員可以通過“遙操作”，以遙控的方式“駕駛”飛船，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)飛船規(guī)避空間站或與空間站對接。

為保證系統(tǒng)整體可靠性，天舟的自控與手控系統(tǒng)間通過設(shè)計(jì)不同的信息接口實(shí)現(xiàn)了相互故障隔離，但必要時又可以實(shí)現(xiàn)可靠的模式切換——即在自控模式下，通過地面注入指令或航天員手控指令可以迅速轉(zhuǎn)入手控遙操作模式，手控遙操作過程中，也可以通過地面注入指令或航天員手控指令轉(zhuǎn)入自控模式。

三十年磨一劍

為了早日建成中國人自己的空間站，在中國的載人航天工程立項(xiàng)前，科研人員就瞄準(zhǔn)空間站建設(shè)必須的交會對接技術(shù)開始了攻關(guān)。

直到2011年11月，神舟八號成功完成了與天宮一號的兩次自動交會對接。

2012年6月，神舟九號在航天員劉旺的操控下與天宮一號成功實(shí)現(xiàn)手控交會對接，標(biāo)志著我國突破了相對導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制和交會對接相對測量敏感器等一系列關(guān)鍵技術(shù)，成為世界上第三個獨(dú)立掌握交會對接的國家。

2016年，作為交會對接的一項(xiàng)必要相關(guān)技術(shù)，在神舟十號任務(wù)中驗(yàn)證了繞飛技術(shù)。2017年，天舟一號和天宮二號快速交會對接在軌試驗(yàn)圓滿成功，我國成為世界上第三個掌握近地快速交會對接的國家。

之后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)又用幾年的時間對交會對接技術(shù)的自主性、可靠性進(jìn)行了完善，到天舟二號與核心艙對接，三代研發(fā)人員已經(jīng)前赴后繼奮斗了近30年。

隨著天舟二號和空間站核心艙的首次太空牽手，中國的空間交會對接技術(shù)也迎來了新的歷史階段。相信在支撐空間站建設(shè)之余，中國的交會對接技術(shù)也必將在把我國建成航天強(qiáng)國的征程中發(fā)揮更大作用。

關(guān)鍵詞： 對接 太空 穿針 空間運(yùn)輸