5月30日，神舟十六號載人飛船成功發(fā)射并?？恐袊臻g站徑向?qū)涌凇＿@是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首艘載人飛船的交會對接任務(wù)，也是空間站三艙“T”字構(gòu)型下實施的首次徑向交會對接任務(wù)。

(資料圖)

神舟十六號載人飛船是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展新階段的首發(fā)載人飛船，也是中國開展的第11次載人航天飛行任務(wù)。作為航天員實現(xiàn)天地往返的“生命之舟”，神舟系列載人飛船由軌道艙、返回艙和推進艙構(gòu)成，是中國可靠性、安全性要求最嚴苛的航天器。相較于神舟十三號和神舟十四號載人飛船實施的徑向交會對接，神舟十六號飛船的交會對接任務(wù)有著不一樣的難度。

組合體質(zhì)量更大

隨著問天實驗艙、夢天實驗艙以及神舟載人飛船、天舟貨運飛船等更多艙段和飛船的加入，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)控制的核心要素與天和核心艙單艙相比變化較大，部分參數(shù)甚至存在跨數(shù)量級的增長。

此前神舟十四號載人飛船徑向?？靠臻g站，飛船的對接目標為47噸級，此次神舟十六號載人飛船將首次在空間站有人駐留情況下，與90噸級的空間站組合體進行徑向?qū)印?/p>

飛船交會對接特別是近距離對接時采用的是相對姿態(tài)位置控制方法，空間站運動特性的變化將直接影響飛船的交會對接控制過程。雖然神舟十五號載人飛船已經(jīng)成功完成空間站“T”字構(gòu)型的交會對接任務(wù)，但其對接的位置為空間站前向?qū)涌?，由于空間站在不同方向上運動特性有所區(qū)別，神舟十六號載人飛船進行的徑向?qū)有枰狦NC(制導(dǎo)導(dǎo)航與控制)系統(tǒng)依靠自身的能力克服上述變化帶來的影響。

組合體尺寸更大

神舟十六號載人飛船在進行徑向交會對接任務(wù)時，將沿著天和核心艙下方的徑向?qū)涌谥饾u靠近空間站組合體，從飛船的視角看，天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟六號貨運飛船以及神舟十五號載人飛船均會出現(xiàn)在神舟十六號飛船的視野中。

這對于神舟十六號飛船上需要以宇宙背景或太陽作為觀測目標的測量敏感器來說，將產(chǎn)生視線上的遮擋，且隨著神舟十六號飛船和組合體的距離逐漸逼近，遮擋會越來越多，這就需要依靠GNC系統(tǒng)配備的敏感器自身的抗干擾或目標特性識別能力加以區(qū)分和屏蔽，或采用不同測量方位、測量體制的備份測量敏感器來保證持續(xù)、準確的測量能力。

羽流影響更復(fù)雜

空間站組合體尺寸的增大還使得飛船和空間站組合體的發(fā)動機工作時，羽流間的相互影響比以往的發(fā)射和對接任務(wù)更加復(fù)雜。飛船在近距離交會過程中需要頻繁啟動發(fā)動機進行相對姿態(tài)和位置的調(diào)整，這將對懸浮在太空中的空間站姿態(tài)產(chǎn)生影響，由于組合體艙段的增加，使得神舟十六號任務(wù)中的上述特性更為復(fù)雜。

同樣，空間站的噴氣控制也會影響飛船自身的控制。對于這一問題，需要GNC系統(tǒng)在發(fā)動機分組使用和控制方法上優(yōu)化，并通過地面的仿真計算加以驗證，確保交會對接過程在諸多影響下仍能確保任務(wù)成功。

針對神舟十六號徑向交會對接任務(wù)過程中羽流影響和敏感器視場遮擋影響等，航天科技集團五院502所還進行了專項分析和仿真復(fù)核，并對神舟十六號GNC分系統(tǒng)進行針對性優(yōu)化和針對性設(shè)計，確保影響均在分系統(tǒng)可控范圍之內(nèi)。