神16实现技术突破,成功到达空间站
科技日报记者 付毅飞。神实术突 据中国载人航天工程办公室报道,现技北京时间5月30日9:31,破成长征2号F遥16号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。达空大约10分钟后,间站神舟16号载人飞船与火箭成功分离,神实术突进入预定轨道。现技宇航员组状态良好,破成发射成功。达空 16时29分,间站神舟16号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口,神实术突整个对接过程持续约6.5小时。现技 18时22分,破成期待已久的达空神舟十五号航天员组成功打开“家门”,欢迎远道而来的间站神舟十六号航天员组入驻“天宫”。 记者从中国航天科技集团第五医院了解到,这是中国空间站应用与发展阶段第一艘载人飞船的对接任务,也是空间站的三舱“T首次径向交会对接任务在字构型下实施。与神舟13号、14号在空间站建设阶段实施的径向交会对接相比,神舟16号交会对接任务更加困难,对中国空间交会对接GNC(制导导航与控制)系统提出了更高的要求。 难点一:组合体质量更大。 随着问天实验舱、梦天实验舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船等舱段和飞船的加入,影响姿态控制的核心要素,如空间站组合体的尺寸、质量、惯性和重心位置,与核心舱单舱相比变化较大,部分参数甚至跨数量级增长。 此前,神舟14号径向停靠空间站的飞船对接目标为47吨;神舟16号将首次在空间站停留时与90吨空间站组合体径向对接。因此,对接机构面临着捕获、缓冲、刚性连接等多构型、大吨位、大偏心对接目标的新挑战。 飞船交会对接,特别是近距离对接,采用相对姿态位置控制方法,空间站运动特性的变化将直接影响飞船交会对接控制过程。 虽然神舟十五号已经成功完成了空间站“虽然神舟十五号”T“交会对接任务为字构型,但对接位置为空间站前对接口。由于空间站在不同方向上的运动特性不同,神舟16号的径向对接需要GNC系统依靠自身的能力来克服上述变化的影响。 难点二:视线遮挡较多。 神舟16号在进行径向交会对接任务时,将沿着天河核心舱下的径向对接接口逐渐靠近空间站组合体。从飞船的角度来看,天河核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟6号货运船、神舟15号船都将出现在其视野中。 这将对神舟十六号上需要以宇宙背景或太阳为观测目标的测量敏感器产生视线遮挡。而且随着飞船和组合体的逐渐接近,遮挡会越来越多。 因此,有必要依靠GNC系统敏感器本身的抗干扰性和目标特性识别能力来区分和屏蔽,或使用不同测量方向和不同测量系统的备份测量敏感器,以确保持续和准确的测量。 难点3:羽流的影响更为复杂。 当两个航天器靠近时,发动机喷出的气流会相互影响,这在业内被称为“羽流影响”。 随着空间站组合体尺寸的增加,飞船和空间站组合体的发动机工作时,羽流的影响比以前的对接任务更加复杂。 在近距离交叉的过程中,飞船需要频繁启动发动机来调整相对姿势和位置,这将影响空间站的姿势。组合体舱段的增加将使上述特征更加复杂。相反,空间站的喷气控制也会影响飞船的控制。 针对这一问题,GNC系统需要优化发动机分组的使用和控制方法,并通过地面模拟计算进行验证,以确保交会对接任务在许多影响下仍能成功。
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