光明日?qǐng)?bào)記者 張 蕾 光明日?qǐng)?bào)通訊員 薛英民

2023年5月30日，神舟十六號(hào)載人飛船成功發(fā)射并停靠中國空間站徑向?qū)涌?，?biāo)志著我國空間交會(huì)對(duì)接GNC（制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制）技術(shù)進(jìn)一步成熟。這是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首艘載人飛船的交會(huì)對(duì)接任務(wù)，也是空間站三艙在“T”字構(gòu)型下實(shí)施的首次徑向交會(huì)對(duì)接任務(wù)。相較于神舟十三號(hào)、神舟十四號(hào)載人飛船實(shí)施的徑向交會(huì)對(duì)接任務(wù)，此次神舟十六號(hào)載人飛船的交會(huì)對(duì)接有著不一樣的難度——

難度一：更大的組合體質(zhì)量

(資料圖)

隨著問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙以及神舟載人飛船、天舟貨運(yùn)飛船等更多艙段和飛船的相繼加入，空間站組合體的尺寸、質(zhì)量、慣量以及重心位置等影響姿態(tài)控制的要素明顯增多，與核心艙單艙相比變化較大，部分參數(shù)甚至存在跨數(shù)量級(jí)的增長。

“飛船交會(huì)對(duì)接，特別是近距離對(duì)接，采用的是相對(duì)姿態(tài)位置控制方法，空間站運(yùn)動(dòng)特性的變化將直接影響飛船的交會(huì)對(duì)接控制過程?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院神舟飛船GNC分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師李志宇介紹，神舟十五號(hào)已經(jīng)成功完成空間站“T”字構(gòu)型的交會(huì)對(duì)接任務(wù)，它對(duì)接的位置為空間站前向?qū)涌?，“然而，空間站在不同方向上的運(yùn)動(dòng)特性有所區(qū)別，神舟十六號(hào)進(jìn)行徑向?qū)?，需要克服上述變化帶來的影響”?/p>

難度二：更多的視線遮擋

進(jìn)行徑向交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí)，神舟十六號(hào)載人飛船沿著天和核心艙下方的徑向?qū)涌?，逐漸靠近空間站組合體。

“從神舟十六號(hào)載人飛船的視角來看，此時(shí)，天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十五號(hào)載人飛船均會(huì)出現(xiàn)在視野中，這對(duì)于其上安裝的需要以宇宙背景或太陽作為觀測(cè)目標(biāo)的測(cè)量敏感器來說，將產(chǎn)生視線上的遮擋?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院神舟飛船GNC分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師張一介紹，隨著神舟十六號(hào)載人飛船同組合體距離逐漸逼近，遮擋會(huì)越來越多，需要依靠GNC系統(tǒng)敏感器自身的抗干擾或目標(biāo)特性識(shí)別能力加以區(qū)分和屏蔽，或者采用不同方位、體制的備份敏感器，以保證測(cè)量的持續(xù)、準(zhǔn)確。

難度三：更復(fù)雜的相互影響

近距離交會(huì)中，為調(diào)整相對(duì)姿態(tài)和位置，飛船需要頻繁啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這將對(duì)懸浮在太空中的空間站姿態(tài)產(chǎn)生影響。同時(shí)，空間站的噴氣控制也會(huì)影響飛船自身的控制。“由于組合體艙段增加，神舟十六號(hào)載人飛行任務(wù)中的上述特性更為復(fù)雜。對(duì)此，需要GNC系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)分組使用和控制方法，通過地面仿真計(jì)算來驗(yàn)證，確保交會(huì)對(duì)接任務(wù)成功。”李志宇解釋。

據(jù)悉，針對(duì)神舟十六號(hào)載人飛船徑向交會(huì)對(duì)接中，近距離噴氣控制相互影響和敏感器視場(chǎng)遮擋等問題，航天科技集團(tuán)五院502所進(jìn)行了專項(xiàng)分析和仿真復(fù)核，并對(duì)神舟十六號(hào)GNC分系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化和設(shè)計(jì)，確保上述影響在可控范圍內(nèi)。

《光明日?qǐng)?bào)》（ 2023年05月31日?08版）