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“太空中的华尔兹”

发稿时间：2017-04-24 06:02:02 作者：邱晨辉来源：中国青年报

　　属于中国人的"太空华尔兹"再次上演，男女主角分别是中国第一艘货运飞船天舟一号和中国第一个空间实验室天宫二号。

　　4月22日12时23分，两者在太空成功"牵手"，完成第一次自动交会对接，拉开了这场太空表演的帷幕。

　　茫茫宇宙，一人"独舞"略显孤寂，两人"牵手"却非易事，多人"群舞"甚至携手搭建一座"太空之家"空间站，更是难上加难——这需要把多个单独发射的航天器组合起来，实现1＋1＞2的效果，交会对接就是实现这一效果的关键技术，也被航天人形象地称作"太空牵手"。目前，除美国、俄罗斯外，只有中国独立掌握这一技术。

　　如今，中国迎来了空间站正式建设前最后的交会对接实战机会——这一回，天舟一号将与天宫二号展开3次"牵手"，向交会对接技术的更高"段位"发起挑战。中国青年报·中青在线记者采访相关专家揭秘这"太空中的华尔兹"。

　　第一支舞：以阳光的名义

　　第一支舞是在4月22日，也就是天舟一号发射入轨后的第二天。当然，这并不是中国航天器第一次在太空牵手起舞。

　　航天科技集团五院天舟一号副总设计师张强说，从2011年到2013年，神舟八号、神舟九号、神舟十号分别与天宫一号完成了交会对接任务，系统验证了自动交会对接、人控/手动交会对接等关键支撑技术。2016年，神舟十一号与天宫二号完成交会对接任务，完成了航天员中长期在轨驻留，我国交会对接技术走向成熟应用阶段。

　　不过，比起神舟飞船兄弟们，天舟一号的"舞技"大有提高。根据航天专家的说法，过去，神舟飞船和天宫目标飞行器在对接前先要慢慢"挪动脚步"，一点点把位置对齐。而天舟一号已具备360度的交会对接能力，和天宫二号在飞行轨道的任意相位差条件下，均可实现完美"牵手"。

　　张强说，由于天舟一号的发动机配置数量、推力大小和神舟飞船都不一样，所以此次任务的交会对接，实际上是对现有技术的新验证。

　　与以往交会对接要避开阳光不同，此次任务中，新研制的光学成像敏感器将首次在"阳照区"开展工作。

　　航天科技集团五院天舟一号GNC主任设计师刘宗玉打了一个比方："这就好比人们对着阳光，看天上的景物一样，要求敏感器等设备在刺眼的光照环境下找到目标，条件极为苛刻。这次试验将有力检验我国‘全天时’交会对接能力。"

　　第二支舞：转体180度再相拥

　　第一支舞跳完后，天舟一号和天宫二号将拉开距离，暂别一段时间，准备上演第二支舞。

　　第二支的舞步有些复杂，甚至让人看上去"眼花缭乱"：天宫二号转体180度，天舟一号从天宫二号下方绕飞，同时也进行180度的转体，加速赶到天宫二号前方，最终从"前"向与天宫二号进行第二次"牵手"。

　　这其中，最难的一个动作要属"绕飞"了，这需要飞行器进行多次变轨和姿态机动来完成。

　　张强说，"绕飞"主要在空间站多个舱段组装，或是飞船需要"腾空"对接口时应用。他告诉记者，此次天舟一号"绕飞"后的"前"向对接就是为了确保未来航天器能从多个方向与空间站对接。

　　"如果把神舟十号的绕飞比作是技术人员‘领着’航天器走路，那么此次货运飞船的绕飞则是技术人员‘看着’航天器独立走路。"张强说。

　　第三支舞：快速对接

　　最后一支舞的特点很简单：快。

　　前两支舞蹈的专用术语是"交会对接"，最后一支舞蹈的是"快速交会对接"。这支舞的上演将是整个天舟一号任务末期的一大亮点。

　　航天科技集团五院载人航天总体部研究室主任黄震告诉记者，以往神舟飞船交会对接大约需要两天时间，天舟一号将验证从入轨到交会对接成功仅需要大约6个小时的系列支撑技术。

　　他说，这一技术一旦验证成功，将大大缩短航天员在飞船上狭小空间中滞留的时间。

　　"台上一分钟台下十年功"，太空上6个小时的表演同样耗费了地面上航天人多年的心血。黄震说，科研人员突破了航天器自主导航测定轨、自主快速制导等技术，将复杂的测定轨算法和远距离导引技术工程化，把原来远距离导引段需要地面干预的工作，交由航天器的计算机自主完成。

　　当然，交会对接技术的用武之地并不局限于载人空间站建设，在深空探测任务中也将挑起重担。航天科技集团五院航天器设计专家邵立民向记者透露，这项技术还将支撑今年年底实施的嫦娥五号月球采样返回任务，未来还将广泛应用于各类深空探测工程的飞行器组合。

责任编辑：工蚁

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