华尔兹,优美、柔和、快慢并施,舞者间配合默契,旋转摇摆中尽显圆舞之美。而神舟十三号飞船与天和核心舱成功交会对接,恰如太空中的两名舞者,跳了一支天衣无缝的“华尔兹”。
这一舞,距离我国首次实现空间交会对接已过去整整十年。
空间交会对接技术,是建立空间站最基本、最关键的技术之一,与载人天地往返、出舱活动并称载人航天三大基本技术。2011年11月,神舟八号载人飞船成功实现了与天宫一号目标飞行器的交会对接,标志着我国成为继美、俄之后,世界第三个独立掌握空间交会对接技术的国家。
什么是交会对接?简单来说,它指追踪飞行器与目标飞行器在空间轨道上交会,并在结构上连成一个整体的技术;拆分来看,空间的两个航天器在同一时刻以相同速度到达同一个地点的轨道控制过程及结果被称作“轨道交会”,而在空间将两个航天器对接起来形成一个航天器被称作“空间对接”。交会对接,正是轨道交会和空间对接的总称。
交会对接有多难?两个飞行器以比子弹还快数倍的速度飞行,想要完成无缝对接,难度如同在无垠太空中“穿针引线”。如果轨道测算稍有误差,便永远擦肩而过。
交会对接有啥用?首先,它可以为长期运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务。比如,9月20日,天舟三号货运飞船先神舟十三号一步驶入太空,成功对接天和核心舱后向端口,送去第二批太空“包裹”。
交会对接还为大型空间设施的建造和运行服务。空间站在轨组装建造像一个“搭积木”的过程,后续计划发射升空的问天、梦天实验舱,都将与天和核心舱进行交会对接。此外,它还具有进行空间飞行器重构,实现系统优化的作用。
十年来,中国空间交会对接技术水平稳步提升——
2012年,神舟九号飞船与天宫一号在航天员精准操控下,完成交会对接。这是中国首次航天员手控交会对接,丰富了空间交会对接方式,提高了实施航天任务的安全性;
2013年,神舟十号任务验证了航天器绕飞及多方位交会技术,为后续空间站工程建设积累经验;
2017年,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室在第三次“牵手”时开启“快进”模式,短短6.5小时内实现了自主快速交会对接,与耗时颇久的传统交会对接模式相比,效率极大提高。
中国空间站建造任务大幕拉开后,中国空间交会对接技术继续在实战中大显身手,方式更丰富,水平再提高。6月17日,神舟十二号飞船采用自主快速交会对接模式,成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约6.5小时。这是天和核心舱发射入轨后,首次与载人飞船进行交会对接。而这一次,神舟十三号飞船与天和核心舱完成全自主径向交会对接,是中国载人飞船在太空实施的首次径向交会对接,创造了历史,也为后续空间站建设、航天员乘组轮换等提供了坚实的技术支撑。