精准对接!中国“太空港”迎来第一艘飞船停靠

中国载人航天工程办公室消息天舟二号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于5月30日5时01分,采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口,整个过程历时约8小时

天舟二号携带了航天员生活物资舱外航天服及空间站平台设备、应用载荷和推进剂等,与天和核心舱完成交会对接后,转入组合体飞行阶段,将按计划开展推进剂补加和空间应用项目设备测试等工作

对接成功!回顾天舟二号“快递”之旅(来源:~)

据人民日报客户端报道,5月30日5时01分,天舟二号货运飞船和天和核心舱顺利实现快速交会对接。天舟二号货运飞船成为首个停靠空间站核心舱的航天器

空间交会对接是载人航天活动的基本技术之一,是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。

中国航天科技集团五院天舟二号货运飞船副总设计师党蓉介绍,以往飞船的交会对接从发射到具备交会对接条件需要大约2-3天时间,过程中还需要大量人工参与。此次天舟二号货运飞船与天和核心舱对接采用的是快速交会对接技术,其最大的特点就是“快”,整个过程历时8个小时,而且无需地面干预,就像无人驾驶汽车一样。

快速交会对接技术之所以重要,在于将来不仅能缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,减少航天员不必要的体力与精力付出,同时也可以保证一些“时鲜货(比如生物制剂等)”尽快送达空间站。在安全方面,一旦空间站等航天器突遇紧急情况,快速交会对接可以迅速做出反应,向空间站提供各种急需的物资或救助被困的航天员。

与天舟一号时的快速交会对接相比,天舟二号的技术更进一步。

中国航天科技集团五院的科研人员为飞船增加了“全相位自主交会对接方案”。无论目标飞行器在入轨时和空间站的相对位置有1/4圈、半圈乃至整圈,天舟二号货运飞船都能以最快速度或者在规定时间点到达。天舟一号任务时,需要人工辅助把飞船送到距离天宫二号一定的位置,然后由飞船自主去对接。这次天舟二号增加了远距离自主导引,飞船能够利用北斗导航来实现远距离的全自主导航计算及制导与控制。也就是说,以后天舟飞船对空间站的造访过程中,人只负责监视,整个飞行和交会对接的过程是全自主的。

当然,当货运飞船需要手控交会对接的时候,坐在空间站内的航天员还能通过手控遥操作,驾驶货运飞船完成与空间站的交会对接或撤离。

为了精准对接,由中国航天科工集团二院25所研制,安装在天舟二号货运飞船上的微波雷达作为关键测量敏感器,能在交会对接过程中输出高精度测距、测速及测角信息,为空间站建设中的交会对接任务提供有力支撑。为了缓冲大吨位航天器对接过程中产生的撞击能量,中国航天科技集团八院研制出了对接机构分系统,创新性地研发了可控阻尼器,在船—舱间建立起高可靠的刚性连接,让天舟二号货运飞船的主动对接机构与核心舱的被动对接机构“温柔”地交会对接。

整个交会对接设计还体现了能源高效利用的宗旨。天舟二号货运飞船和天和核心舱各自有两套独立的能源系统,一旦对接后,两个航天器可以互相输送电能资源,实现组合体能源的高效利用。专家打比方说,这种“双向并网”技术,就好比两个手机,既可以单独充电,还可以互相充电。当阳光照射情况复杂时,如果单个航天器能量不足,另一个可以及时补充,实现能源最大化利用。

跟高大的空间站核心舱相比,天舟二号货运飞船的“身材”可谓是短小精悍。送上去的物资包括了160余件大大小小的货包以及2吨推进剂,占了整个货船重量的一半以上,载货比超过50%,属于国际领先水平。这里面有两件重要“宝贝”——两套航天员舱外服,每件重100多公斤,是航天员抵达核心舱后执行舱外任务的必备物资。此外,还有“太空按摩仪”和“太空冰箱”等有特色的物件随货船升空。其中,中国航天科工集团所属航天三江红峰公司研制的“太空按摩仪”主要用于对航天员进行电脉冲刺激,协助航天员进行肌肉疲劳恢复和肌肉力量训练,防止长期飞行试验造成的肌肉萎缩。中国航天科工集团三院306所特制的隔热保温的“太空冰箱”,帮助保护货船里关键的医疗检测和保障物资。

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中新网北京消息,5月29日20时55分,长征七号遥三火箭点亮文昌航天发射场的夜空,成功将天舟二号货运飞船送入太空。迟来9天的胜利,发射现场全体试验队员悬着的心总算落了地。

原定于5月20日凌晨发射的天舟二号任务,为何会连续2次推迟发射?在过去9天的时间里,科研人员又是如何解决技术难题,最终不辱使命完成任务?

发射现场。骆云飞

一个异常一场硬仗

5月19日晚上21时40分,距离长征七号遥三火箭发射不到3个小时,发射指控大厅中的数据信息显示:“一个压力值参数异常!”陡然间,发射大厅现场陷入一片寂静。

偌大的火箭,庞大的系统,漏点在哪里?面对这一情况,中国航天科技集团一院动力系统指挥邵业涛感慨:“我们的低温火箭又将经历一场严酷的考验。”

火箭上天万万不可有半点闪失。彼时,火箭箭体已完成加注,尾舱内一直处于热氮气吹除的状态。这也意味着试验队员必须要带呼吸面罩进舱

随即,两名总装人员换好服装、戴好面罩,从50公分见方的舱门钻进了箭体。舱内一片漆黑,气体吹除的声音震耳欲聋,但他们无暇顾及密闭空间的憋闷和零下183℃的严寒,继续攀爬在箭体结构件上,仔细镇定地摸索着检漏点。

“找到了!”两次核查后,问题暴露,但很快后方传来消息,这并不是元凶。5月19日晚上,距离发射预定时间还有不到2小时,型号领导一致决定:“推迟发射。”

失落占据了试验队员的心情,大家感到“心凉了半截”。然而,众人更明白:这是指挥部经过慎重研究的结果,不让火箭带一丝隐患上天,这是铁的纪律,是底线,不可动摇。

当天夜里,试验队员紧急部署,打起十二分精神,继续投入到紧张的排故中。5月20日,试验队员先后分4拨再次进舱排故,找到了新问题,并经过系列措施扭转局面

“又有希望了!”大家长吁一口气,精神抖擞迎接5月21日凌晨的发射。然而好事多磨,负8小时推进剂补加之后,异常再次出现,发射再度推迟。

发射现场。骆云飞 摄

冰火两重天的坚守

原定于5月20日凌晨的发射两度推迟,距离下一个发射窗口还有9天,火箭燃料两加两泄,高温高湿高盐雾之中,长征七号这枚“冰箭”要经历怎样的磨练?这注定是一场鏖战。

事不宜迟,发射推迟后,型号队伍火速调整状态,重整旗鼓,倒排计划,开始为期4天的归零。为了进一步摸排故障,试验队员仍然要一批批进舱。舱内低温、憋闷,一名试验队员刚出舱便吐了一地。然而,没有人因此而退缩。连续48小时作业后,没有人喊苦、没有人叫累。

长征七号火箭是名副其实的“冰箭”。火箭第一次推迟发射后,试验队员发现,箭体出现结冰现象。“火箭在大量的低温燃料加注后暴露这么长时间,这在我们航天史上是第一次。”中国航天科技集团一院211厂天津大火箭公司57车间副主任赵鸿飞介绍。

5月的海南,酷暑难耐,室外温度36°,湿度达到了90%以上,冰箭之中,零下183℃的低温。“冰火两重天”考验着长征七号火箭,也考验着每一名试验队员。箭体上,氧箱前的短壳上,冰块一个接一个,大的足足有30-40厘米长,10厘米宽。队员们用现有工具小心翼翼地凿冰,还专门有人拿着兜子接冰,唯恐冰块伤到产品。

这批天津大火箭的总装团队里,90后年轻人占90%以上。摸排故障期间,队员们眼睛里夹杂着红血丝,双腿起满了痱子,嘴上却说:“我们还能行。”为了赶时间、追进度,塔架下送来的绿豆汤,竟没有一个人来得及喝一口。

这群“第一批见到火箭”、发射现场“最后一批撤岗”的火箭青年再次用实际行动续写了“后墙不倒”的铮铮誓言。

发射现场。郭文彬 摄

“稳稳的成功”来敲门

推迟发射是为了确保成功,而成功是唯一标准。面对火箭异常,中国航天科技集团一院上下一盘棋,试验验证定位、归零计划、逆流程计划,型号办迅速反应,为后续工作有序开展打下基础。

5月25日,归零工作接近尾声。5月26日,模拟发射演练;5月27日、28日,加注准备。5月29日火箭推进剂加注,当晚20时55分顺利发射。

历时9天磨砺,长征七号遥三火箭顺利走完全部流程,最终实现了圆满成功,打赢了这场荣誉之战。中国航天科技集团一院长征七号火箭型号总师程堂明说:“这是空间站建造承上启下的关键之战,我们的目标有且只有一个,我们追求的就是‘稳稳的成功’。”

对此,中国航天科技集团有限公司一院院长王小军表示,火箭连续2次推迟发射,3次准备发射,其间经历了推进剂全卸出,今天能够取得最终的发射胜利,这是研制队伍用短短7天艰苦卓绝的工作换来的。航天人在工作中坚持“严、慎、细、实”,也是在为胜利而战,为使命而战,为荣誉而战。

发射现场。郭文彬 摄

天舟二号货运飞船是中国空间站工程建造阶段的首艘飞船。本次任务将首次实现货运飞船与空间站天和核心舱的交会对接,运送航天员在空间站上所需的生活用品、开展空间科学实验的物资以及用于天和核心舱补加的推进剂。随着天舟二号顺利发射升空,中国空间站在轨建造正稳步推进。