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迄今為止，“神舟”“天宮”在茫茫太空上演了三季“吻戲”——
第一季：神舟八號(hào)飛船開創(chuàng)先河，與天宮一號(hào)完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，中國(guó)航天一舉突破載人航天三大基礎(chǔ)性技術(shù)的最后一項(xiàng)——空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)。
第二季：神舟九號(hào)載人飛船搭載著航天員景海鵬、劉旺和劉洋，與天宮一號(hào)完成了中國(guó)首次手動(dòng)交會(huì)對(duì)接。
第三季：神舟十號(hào)載人飛船搭載著航天員聶海勝、張曉光和王亞平，再次完成手動(dòng)交會(huì)對(duì)接，向世界展示了中國(guó)精度。
同一個(gè)目標(biāo)飛行器，多次交會(huì)對(duì)接——這是中國(guó)交會(huì)對(duì)接的獨(dú)有劇情。隨著天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器已經(jīng)光榮完成歷史使命，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室接力太空，繼續(xù)演繹屬于中國(guó)航天的精彩劇情。讓我們一起跟隨專家，欣賞神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接的精彩看點(diǎn)。
新劇情——
“擁吻”變“追吻”
9月15日22時(shí)04分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室順利發(fā)射。較天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器而言，改變的不僅僅是名字，他們“哥倆”承擔(dān)著截然不同的任務(wù)。
天宮二號(hào)的一項(xiàng)重要使命就是為空間站建設(shè)和運(yùn)行積累經(jīng)驗(yàn)。所以，此次神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接將首次模擬未來空間站交會(huì)對(duì)接方式，即載人飛船利用自身機(jī)動(dòng)能力去追蹤空間站。
“擁吻”變“追吻”，這是本次交會(huì)對(duì)接的新劇情。此次天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在交會(huì)對(duì)接準(zhǔn)備階段，不再像以往交會(huì)對(duì)接那樣進(jìn)行軌道控制。神舟十一號(hào)要主動(dòng)出擊，“追吻”天宮二號(hào)。
記者從北京飛控中心了解到，天宮二號(hào)已于10月16日完成了“梳洗打扮”——載人環(huán)境配置，并從正飛姿態(tài)調(diào)整為倒飛姿態(tài)，靜候神舟十一號(hào)的“追吻”。
“神舟十一號(hào)載人飛船入軌以后，我們要在兩天內(nèi)控制飛船完成5次軌道機(jī)動(dòng)。”北京飛控中心副總設(shè)計(jì)師孫軍說。這5次軌道控制，分別是抬高近地點(diǎn)、軌道面偏差修正、抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)、軌道圓化和組合修正。
以往交會(huì)對(duì)接也有5次軌道控制，但與神舟十一號(hào)的5次控制有著很大不同——
神舟八號(hào)、神舟九號(hào)和神舟十號(hào)都是在第五圈進(jìn)行第一次軌道控制。而神舟十一號(hào)第一次軌道控制將是在第四圈進(jìn)行。“神舟十一號(hào)第一次軌道控制提前了一圈，這給飛控中心實(shí)現(xiàn)短弧段快速定軌提出更高要求。”北京飛控中心副主任李劍提醒說，別看這小小變化，這對(duì)飛行控制技術(shù)的挑戰(zhàn)非常大，為此他們多次修改論證飛行控制方案，直到找到目前這一最佳方案。
5次軌道控制只是神舟十一號(hào)“追吻”的第一步，也叫作遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制，將神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)由相距100多公里縮短到50多公里。經(jīng)過5次軌道控制后，神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)就可以開始“眉目傳情”了。
“追吻”第二步是自主控制段。“等到兩飛行器相距50多公里時(shí)，載人飛船將轉(zhuǎn)入自主控制，自主實(shí)施尋的段控制。”北京飛控中心總體室主任陳險(xiǎn)峰告訴記者，在這種狀態(tài)下，神舟十一號(hào)將依靠航天器上的微波雷達(dá)、激光雷達(dá)等測(cè)量設(shè)備，獲得信息進(jìn)行自主控制、相互接近。
“追吻”還將經(jīng)過近距離導(dǎo)引控制段，最終逼近段，交會(huì)合攏段，最終完成緊鎖。
新舞臺(tái)——
“陰影區(qū)”里的“國(guó)際范”
如果“追吻”還不夠過癮，那讓我們?cè)僖黄饋砜纯瓷裰厶鞂m“吻戲”第四季的另一看點(diǎn)，新舞臺(tái)。
神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接，是在距地面393公里的圓形軌道上進(jìn)行，這比以往交會(huì)對(duì)接軌道抬高了50公里，比一個(gè)馬拉松全程距離還要遠(yuǎn)。
為什么要抬高呢?“主要目的是瞄準(zhǔn)空間站軌道，國(guó)際空間站是運(yùn)行在軌道高度400公里左右。”孫軍如是解釋。
運(yùn)行在低軌道的航天器，距離地球不夠遠(yuǎn)，仍會(huì)有稀薄的大氣。受到大氣阻力影響，會(huì)導(dǎo)致航天器軌道高度不斷下降，為了維持相對(duì)穩(wěn)定的軌道高度，就需要消耗航天器自身推進(jìn)劑。
而軌道越高，大氣就會(huì)變的稀薄，大氣阻力就會(huì)變小，軌道衰減就會(huì)相對(duì)低一些，也就更容易維護(hù)穩(wěn)定的軌道高度并節(jié)省燃料。也就是說，此次神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)激情“相吻”會(huì)更省力。
新舞臺(tái)的燈光特效也有了新變化。神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接最終平移靠攏段，是在太陽(yáng)光無法照射的陰影區(qū)完成的，這和以往大不相同。神舟九號(hào)與天宮一號(hào)兩次載人交會(huì)對(duì)接全部在陽(yáng)照區(qū)進(jìn)行。
“在陰影區(qū)進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，好處在于可以避免陽(yáng)光直射對(duì)光敏感測(cè)量設(shè)備造成影響，但這會(huì)為肉眼觀測(cè)帶來不便。”科研人員解釋說，“吻戲”雖然在陰影區(qū)進(jìn)行，但是天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)上都配有照明燈，所以觀眾們?cè)诖笃聊焕锟吹降漠嬅嬉廊粫?huì)很清晰。
新舞臺(tái)帶來的是“國(guó)際范”。要知道，目前在軌運(yùn)行的國(guó)際空間站，軌道高度是距地面397公里，我們的空間站差不多也是在這個(gè)高度。“國(guó)際范”意味著，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)的這一“吻”將揭開未來空間站的劇情大幕。
新道具——
“火眼金睛”和“在軌補(bǔ)加”
此次交會(huì)對(duì)接，不僅有新劇情、新舞臺(tái)，還有新道具。
在茫茫太空“相吻”，看起來很浪漫，但實(shí)現(xiàn)技術(shù)堪稱復(fù)雜。北京飛控中心的專家提醒記者，從目標(biāo)飛行器相距150米到最終對(duì)接完成階段稱為平移靠攏段，這一階段是交會(huì)對(duì)接最關(guān)鍵的階段，也是要求最高、難度最大、風(fēng)險(xiǎn)極大的階段。
在這個(gè)階段里，光學(xué)成像敏感器是唯一同時(shí)具備位置和姿態(tài)相對(duì)測(cè)量能力的敏感器。在之前神舟飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的交會(huì)對(duì)接中，應(yīng)用的都是CCD光學(xué)成像敏感器。而天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)“吻戲”，使用了新一代CRDS光學(xué)成像敏感器。
CRDS光學(xué)成像敏感器可以說是飛行器的“火眼金睛”，即使在強(qiáng)光環(huán)境下也能“看清”目標(biāo)。
此外，科研人員還將首次捕獲時(shí)間縮減了一個(gè)數(shù)量級(jí)——由原來的約10秒縮減至不到1秒。“這個(gè)時(shí)間就好比駕駛員在開車時(shí)被強(qiáng)光晃到眼睛之后恢復(fù)正常視力的時(shí)間。”航天科技集團(tuán)五院產(chǎn)品設(shè)計(jì)師劉啟海說。
看“吻戲”，不光看熱鬧，還要看門道。此次天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，還有一項(xiàng)巨大改變。那就是“在軌補(bǔ)加”技術(shù)。
在天宮一號(hào)發(fā)射前，“油箱”要加得滿滿的。據(jù)悉，攜帶的推進(jìn)劑足足有一噸多。而天宮二號(hào)卻只加了半箱“油”，節(jié)省的重量可以攜帶更多的載荷產(chǎn)品和航天員的生活物資。
有了在軌補(bǔ)加系統(tǒng)，天宮二號(hào)就具備了在太空飛行中“加油”的能力，這將極大地提高其在軌運(yùn)行時(shí)間。
持久才夠精彩。此次天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)“吻戲”將持續(xù)30天之久，將要?jiǎng)?chuàng)造中國(guó)太空飛行的新紀(jì)錄。
“吻戲”之精彩，中華之驕傲。我們期待著更為精彩的中國(guó)航天太空“吻戲”。
