神十七飛船經(jīng)過(guò)6.5小時(shí)飛行對(duì)接到空間站,為何要花這么長(zhǎng)時(shí)間?
我點(diǎn)的外賣可能還沒(méi)到,神舟十七號(hào)就與神舟十六號(hào)乘組“太空會(huì)師”了,這雖然是快速對(duì)接,但是全程還是需要6.5小時(shí),但是你要知道從44個(gè)小時(shí)縮短到6.5小時(shí),真的不容易,堪稱歷史的革新。未來(lái),神舟飛船更是有希望像天舟五號(hào)那樣2小時(shí)快速對(duì)接,創(chuàng)造世界紀(jì)錄。

▲神舟十七號(hào)與神舟十六號(hào)“太空會(huì)師”
熟悉載人航天工程的朋友都知道一句話:“載人航天,人命關(guān)天”。正是因?yàn)槿绱?,即便是我們掌握了更快的快速?duì)接交會(huì)技術(shù),也不會(huì)先用在神舟飛船上,而是先在天舟貨運(yùn)飛船上?!?/p>
交會(huì)對(duì)接指的是兩個(gè)航天器在空間軌道到會(huì)合,并在結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)整體的技術(shù),也是我國(guó)載人航天三大關(guān)鍵技術(shù)之一。

▲神舟飛船自主快速交會(huì)對(duì)接模式
常見(jiàn)的對(duì)接方式,要在神舟飛船測(cè)算好的“窗口期”內(nèi),選好后發(fā)射時(shí)機(jī),因?yàn)轱w船和空間站之間還存在角度差和高度差,就有兩種交會(huì)方式:
第一,穩(wěn)定軌道追逐法。簡(jiǎn)單說(shuō)就是繞圈圈,先調(diào)整高度,再調(diào)整角度。不斷加速繞圈,在這個(gè)過(guò)程中變更軌道高度,最終飛船與空間站在一個(gè)軌道上,距離很近時(shí)開(kāi)始交會(huì)。這種辦法耗費(fèi)能量,但是時(shí)間較短,通常幾個(gè)小時(shí)。

▲天舟貨運(yùn)飛船交會(huì)對(duì)接方式
第二,同橢圓軌道法。這種方法是通過(guò)先調(diào)整角度,再調(diào)整高度,經(jīng)過(guò)多次的調(diào)整軌跡,不斷地接近空間站。這種方法比較穩(wěn)定,但是耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng),通常2-3天。
2011年5月,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式精準(zhǔn)對(duì)接于天和核心艙后向端口,整個(gè)過(guò)程歷時(shí)約8小時(shí)。

▲神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接
2011年,“天宮一號(hào)”與“神舟八號(hào)”第一次用了44個(gè)小時(shí)實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接,標(biāo)志著我國(guó)是第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家,堪稱我國(guó)空間技術(shù)的重大跨越。沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù),就沒(méi)有中國(guó)空間站的今天。
但是“神八”任務(wù)是無(wú)人任務(wù),取得成功之后還算不得什么,因此在2012年的“神舟九號(hào)”任務(wù)中,景海鵬、劉洋、劉旺共同執(zhí)行的“神舟九號(hào)與天宮一號(hào)完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接工作”十分重要。

▲神舟九號(hào)與天宮一號(hào)首次手控交會(huì)對(duì)接
在這期間,兩個(gè)航天器既完成了自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,也完成了手動(dòng)姿態(tài)控制實(shí)驗(yàn),才為我國(guó)載人航天器交會(huì)對(duì)接打下最為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
到了2021年,中國(guó)空間站開(kāi)始建設(shè)時(shí),神舟十二號(hào)就能實(shí)現(xiàn)6.5小時(shí)快速對(duì)接了。緊接著就是2022年天舟五號(hào)2小時(shí)快速對(duì)接,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
因此,我們有理由相信,很快我們的神舟飛船也能實(shí)現(xiàn)2小時(shí)快速對(duì)接,超過(guò)俄羅斯聯(lián)盟號(hào)3小時(shí)對(duì)接的記錄。但是為什么還沒(méi)有這樣進(jìn)行呢?這時(shí)候我們肯定耳邊會(huì)想起錢老的話:“中國(guó)人怎么不行?。客鈬?guó)人能搞的,難道中國(guó)人不能搞?中國(guó)人比他們矮一截?”

▲神舟十七號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙前向端口
其實(shí),我們知道,這項(xiàng)2小時(shí)對(duì)接技術(shù)我們已經(jīng)掌握了。具體的技術(shù)進(jìn)步有兩大點(diǎn):
第一,優(yōu)化交會(huì)對(duì)接的控制制導(dǎo)策略。也就是將多圈繞飛直接壓縮到半圈,多次變軌壓縮為2次變軌,這樣就能從4個(gè)小時(shí)節(jié)約到1個(gè)小時(shí);
第二,近距離自主控制段,減少了多個(gè)用以確認(rèn)飛船狀態(tài)等的停泊點(diǎn),相當(dāng)于直達(dá)列車,中間不??繖z查。這里就能從2個(gè)多小時(shí)節(jié)約到1個(gè)小時(shí)。

▲神舟十六號(hào)乘組航天員靜等戰(zhàn)友到來(lái)
貨物沒(méi)關(guān)系,但是對(duì)于航天員就是全新的挑戰(zhàn)了。記得記者在神舟七號(hào)任務(wù)圓滿成功之后,采訪翟志剛時(shí),他就說(shuō):咱們的火箭推力真是大,好像有人在我屁股上踢了一腳,人懸起來(lái)了,我就知道咱們進(jìn)入軌道了。
在飛天過(guò)程中,航天員最高要承受8個(gè)G的壓力,過(guò)快交會(huì)對(duì)接就相當(dāng)于減少中間過(guò)程,極速變道、極速超車,航天員們肯定不好受。

▲神舟十六、十七乘組合影
再加上為了等待中國(guó)空間站建設(shè),咱們的第一批、第二批航天員年齡都偏大了,還是要注意他們的感受。

▲“飆車”這事交給年輕人——第三批航天員
隨著第三批航天員已經(jīng)參與任務(wù),飛天執(zhí)行任務(wù)時(shí)都在30歲左右,在技術(shù)成熟、試驗(yàn)充分、生理保障得到的情況下,咱們也在太空“飆一把車”,2小時(shí)飛入太空。