今天（5月30日）上午，神舟十六號(hào)載人飛船發(fā)射成功后，很快就進(jìn)入了交會(huì)對(duì)接的任務(wù)中。我們通過一段虛擬演示來(lái)了解一下交會(huì)對(duì)接。

飛船將對(duì)接于

(相關(guān)資料圖)

核心艙節(jié)點(diǎn)艙徑向端口

其實(shí)，飛船在剛剛發(fā)射成功進(jìn)入軌道的時(shí)候，還沒有到達(dá)空間站所在的、距地球近400公里的軌道高度，那么它怎么找到空間站去實(shí)施精準(zhǔn)的交會(huì)對(duì)接呢？在尋找空間站核心艙這個(gè)對(duì)接目標(biāo)的過程中，神舟十六號(hào)載人飛船會(huì)進(jìn)行6次變軌，不斷抬升自己的軌道高度，縮小與空間站之間的距離。

在完成6次變軌來(lái)到空間站后下方的位置時(shí)，飛船進(jìn)行一個(gè)俯仰調(diào)姿，也就是飛船從原來(lái)的水平姿態(tài)，做一個(gè)抬頭的動(dòng)作，把自己調(diào)整為與空間站核心艙垂直的姿態(tài)。然后逐漸來(lái)到核心艙徑向，也就是下方200米的位置，在這里，神舟十六號(hào)再進(jìn)行一個(gè)滾動(dòng)調(diào)姿，也就是逆時(shí)針轉(zhuǎn)體180度。之后，飛船上所攜帶的測(cè)量敏感器經(jīng)過一系列位置確認(rèn)，繼續(xù)向核心艙節(jié)點(diǎn)艙下方19米的位置靠近，在19米保持點(diǎn)再次確認(rèn)位置后，飛船繼續(xù)靠近核心艙節(jié)點(diǎn)艙徑向?qū)涌?。最后，?duì)接機(jī)構(gòu)捕獲、鎖緊，這樣，神舟十六號(hào)載人飛船與空間站組合體最終完成對(duì)接，形成三艙三船新的組合體。

徑向交會(huì)對(duì)接

將迎接多項(xiàng)挑戰(zhàn)

此次神舟十六號(hào)與空間站要進(jìn)行徑向交會(huì)對(duì)接，也就是飛船要從空間站的正下方進(jìn)行對(duì)接，這也是空間站T字構(gòu)型建造完成后的首次徑向交會(huì)對(duì)接任務(wù)，相比于以往進(jìn)行的交會(huì)對(duì)接任務(wù)難度更大，那么它到底難在哪？科研人員又是如何來(lái)應(yīng)對(duì)的呢？

此前，我國(guó)在太空進(jìn)行的航天器交會(huì)對(duì)接，大多是在水平方向，而徑向交會(huì)對(duì)接則可以理解為從垂直方向進(jìn)行對(duì)接。雖然此前神舟十三號(hào)、十四號(hào)都已經(jīng)完成過徑向?qū)?，相?dāng)于有了經(jīng)驗(yàn)，而此次神舟十六號(hào)是第一次與三艙構(gòu)型的空間站進(jìn)行徑向交會(huì)對(duì)接，依然面臨著很多前所未有的挑戰(zhàn)。

航天科技集團(tuán)八院神舟飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 姚建：這個(gè)是我們首次對(duì)T型空間站組合體實(shí)施徑向?qū)?。我們這次對(duì)接存在一個(gè)較大的偏心，對(duì)于我們來(lái)說也是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。

在太空進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，形象地說，就是兩個(gè)航天器在太空里“相撞”，因此二者的質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)對(duì)接過程產(chǎn)生巨大影響。這次神舟十六號(hào)就是要豎直地“撞向”一百多噸重的空間站，因此在對(duì)接過程中的沖擊力也就更大，如何解決這個(gè)問題？科研人員想了辦法。

航天科技集團(tuán)八院神舟飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 姚建：我們就通過增加可控阻尼器這么一個(gè)配置，來(lái)幫助我們控制對(duì)接時(shí)候的載荷，這樣來(lái)保證航天員還有船上設(shè)備能夠承受對(duì)接碰撞所帶來(lái)的一個(gè)沖擊。

據(jù)介紹，由于神舟飛船在交會(huì)對(duì)接過程中，需要依靠許多測(cè)量敏感器來(lái)判斷位置和方向，而這些敏感器當(dāng)中，又有很多是以太陽(yáng)或者宇宙背景作為判斷依據(jù)。然而，由于此次飛船是從空間站的下方進(jìn)行對(duì)接，因此，空間站巨大的體型會(huì)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行遮擋，對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行反射，反而會(huì)對(duì)飛船上的敏感器帶來(lái)干擾。

航天科技集團(tuán)五院神舟飛船制導(dǎo)與控制分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師 張一：這方面就需要依靠飛船上面搭載這些測(cè)量設(shè)備，它自身的一些抗干擾的特性，包括一些目標(biāo)識(shí)別的能力來(lái)區(qū)分，也就是說它能夠識(shí)別出來(lái)，進(jìn)來(lái)的是我想要的測(cè)量目標(biāo)，還是其他的一些遮擋目標(biāo)。提高識(shí)別能力之后，就不會(huì)影響整個(gè)交會(huì)對(duì)接過程當(dāng)中的導(dǎo)航的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。

多重措施

保障交會(huì)對(duì)接任務(wù)安全

據(jù)介紹，神舟十六號(hào)飛船充分繼承了神舟十五號(hào)飛船的技術(shù)狀態(tài)，主要功能和技術(shù)指標(biāo)保持不變。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)空間站的任務(wù)要求，研制人員為神舟十六號(hào)在交會(huì)對(duì)接任務(wù)當(dāng)中，有可能面臨的各種情況制定了充分的預(yù)案，使得這艘飛船更加安全可靠，為航天員的安全保駕護(hù)航。

航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理 邵立民：比如說在發(fā)射過程中，如果運(yùn)載火箭出現(xiàn)故障，飛船有自動(dòng)逃逸系統(tǒng)，在不同的高度下，如果運(yùn)載火箭出現(xiàn)問題，我們飛船能夠保證帶著航天員安全落地。

在飛行過程中，飛船上的設(shè)備能夠自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別故障，自動(dòng)處置故障，能夠在交會(huì)對(duì)接任務(wù)過程中，針對(duì)各種可能發(fā)生的威脅航天員安全的緊急事件，都做了詳細(xì)的應(yīng)對(duì)預(yù)案。

航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理 邵立民：如果艙體泄漏等等，我們就是應(yīng)急返回，如果是交會(huì)對(duì)接過程中出現(xiàn)問題，比如說我們的各種導(dǎo)航信號(hào)有問題，我們可以轉(zhuǎn)移到地面導(dǎo)引，也就是說我們地面測(cè)定飛船的位置，然后生成控制參數(shù)，然后注入飛船里邊，飛船就是按照地面的控制律來(lái)進(jìn)行接近。

邵立民介紹，由于此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)是飛船自主完成，不需人工干預(yù)。但是一旦出現(xiàn)問題，可立即切換到由地面控制，此外，飛船上各項(xiàng)系統(tǒng)還配備了冗余和備份，大大提高了飛船自身的安全可靠性。

航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理 邵立民：有北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和微波雷達(dá)系統(tǒng)，它倆之間是可以互相備份，我們?nèi)绻惶紫到y(tǒng)有問題，我們可以切到另一個(gè)系統(tǒng)。比如說北斗系統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)備里邊，它還有A、B機(jī)，它倆之間是熱備份的，就是A機(jī)如果有問題可以B機(jī)運(yùn)行。如果自控系統(tǒng)有問題，那么可以切到航天員手動(dòng)控制，這個(gè)是因?yàn)樗莾商淄耆?dú)立的系統(tǒng)。

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