“天”“神”如期相擁，航天員到站了！
2022年6月5日17時42分，神舟十四號載人飛船采用自主快速交會對接模式，經(jīng)過6次變軌，成功對接天和核心艙徑向端口，整個對接過程歷時約7小時。隨后，3名航天員順利進(jìn)駐天和核心艙。
在航天科技集團(tuán)五院502所研制的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的操控下，此次神舟十四號造訪“天宮”，整個過程平穩(wěn)有序、快速準(zhǔn)確，整體表現(xiàn)堪稱完美。這標(biāo)志著神舟載人飛船在太空中第二次開展徑向交會對接取得圓滿成功，再次驗(yàn)證了我國交會對接技術(shù)的穩(wěn)定可靠。
此次任務(wù)也是神舟系列飛船在軌執(zhí)行的第10次交會對接任務(wù)。自2011年神舟八號與天宮一號首次開展交會對接以來，“神舟”與“天宮”不僅十次共舞，而且每一次都有所創(chuàng)新、更加先進(jìn)——這背后，是三代交會對接研制人員30年的不變堅(jiān)守和心血凝聚。
從無到有，何其難也
1986年出臺的國家《高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃綱要》（“863”計(jì)劃），明確列出了“大型運(yùn)載火箭及天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)”“載人空間站系統(tǒng)及其應(yīng)用”等航天項(xiàng)目，為中國載人航天工程的實(shí)施按下了啟動鍵。經(jīng)過深入、系統(tǒng)的論證，1992年，中央專委和中央政治局常委會先后批準(zhǔn)載人航天工程。從此，承載著中華民族的希望，中國載人航天工程踏上了漫漫征途。
交會對接技術(shù)是發(fā)展載人航天、推進(jìn)工程任務(wù)必須突破的關(guān)鍵技術(shù)，但這在當(dāng)時的我國仍是一片空白。于是，航天科技集團(tuán)五院502所的林來興研究員、王旭東研究員、孫承啟研究員、吳宏鑫院士等率先將目光投向這里，圍繞交會對接的概念和控制方法開展了探索性研究工作。1999年起，相關(guān)研究逐漸進(jìn)入可行性論證階段，由解永春研究員擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。
2002年，國家交會對接任務(wù)規(guī)劃正式確立，航天科技集團(tuán)五院在502所成立交會對接工程組，在孫承啟研究員的指導(dǎo)下，開始進(jìn)行“載人運(yùn)輸飛船制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制技術(shù)”關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和可行性論證工作。
在方案論證期間，除了要大量調(diào)研國外技術(shù)資料外，502所還派代表去國外交流學(xué)習(xí)。交流會上，由于中方技術(shù)人員對交會對接工程缺乏有效認(rèn)識，外方專家甚至多次斥責(zé)我方問題太“幼稚”。
面對巨大的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)和國際同行異樣的眼光，航天科技集團(tuán)五院的科研人員咬咬牙，拿出了當(dāng)年搞東方紅一號衛(wèi)星的勁頭，自力更生、白手起家……
不畏難怯戰(zhàn)，敢啃硬骨頭
2003年，神舟五號成功開啟我國首次載人航天任務(wù)。兩年后，神舟六號又搭載2名航天員往返太空。從此，我國突破和掌握了載人天地往返技術(shù)，成為世界上第三個具有獨(dú)立開展載人航天活動能力的國家。
中國載人航天工程的第一步任務(wù)目標(biāo)圓滿完成后，按照工程規(guī)劃，第二步任務(wù)目標(biāo)是突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器交會對接技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題。同時，要求神舟載人飛船瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平，具備自動交會對接和手動交會對接雙重能力。
2005年，交會對接正式立項(xiàng)。突破這一核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，趕超世界先進(jìn)水平，成為擺在科研人員面前最緊迫的任務(wù)之一。
再難也要干。在十余年工作積累的基礎(chǔ)上，502所集合精干力量組建攻關(guān)隊(duì)伍，正式開始了交會對接方案的工程化實(shí)施。解永春攜胡海霞、石磊、王穎以及之后畢業(yè)陸續(xù)入職的張昊、陳長青、劉濤、王敏等參與其中……圍繞交會對接技術(shù)，三代人在完成技術(shù)交棒的同時，也耳濡目染地承繼著精神力量。
留給他們的時間不到6年，但問題卻多如牛毛：成像敏感器目標(biāo)標(biāo)志器的光點(diǎn)個數(shù)和布局，對測量精度有何影響？僅憑圖像如何判斷兩個航天器的相對位置和姿態(tài)？如何在50公里以內(nèi)靠地面指令變軌……
敢啃硬骨頭，能坐冷板凳，這支隊(duì)伍從不畏難怯戰(zhàn)。僅交會對接的工作模式與自主切換邏輯一項(xiàng)，他們就花了半年時間一遍遍繪圖、一遍遍修改，改好之后找專家提意見，再根據(jù)意見一遍遍研究、完善。
就這樣，憑借扎實(shí)的理論功底與刻苦的攻關(guān)鉆研，他們終于全面掌握了相對動力學(xué)運(yùn)動學(xué)特性、推力器羽流特性以及相對制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制原理等理論基礎(chǔ)，并結(jié)合我國航天器的控制技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出手自一體的交會對接制導(dǎo)、導(dǎo)航控制方案和易于工程實(shí)施的算法。
“萬里穿針”，船站快速相擁
2011年11月3日凌晨1時29分，經(jīng)歷近43小時飛行和5次變軌的神舟八號飛船，與等待已久的天宮一號目標(biāo)飛行器成功對接，在遙遠(yuǎn)的太空上演了一場屬于中國的“萬里穿針”勝景——這標(biāo)志著我國成為世界上第三個獨(dú)立掌握交會對接技術(shù)的國家。
2012年，在神舟九號與天宮一號飛行任務(wù)中，我國首次手控交會對接任務(wù)取得圓滿成功。但從技術(shù)發(fā)展角度看，為了減輕航天員的負(fù)擔(dān)，減少對地面站過多和過高的依賴，提高整個過程的穩(wěn)定性和可靠性，空間交會對接將朝著“自主+快速”的方向發(fā)展。
從2013年起，502所又開始研究自主快速交會對接技術(shù)。2021年6月17日，神舟十二號首次成功實(shí)施快速交會對接；同年10月16日，神舟十三號首次成功實(shí)施徑向交會對接；2022年6月5日，神舟十四號再次在太空上演“‘天’‘神’無須苦等，船站快速相擁”的情景……
“夏日到天宮，憑欄望莫窮?！贝舜?名航天員乘神舟十四號出征，將在領(lǐng)略浩渺太空的同時，把中國的“天宮”建設(shè)得更大更強(qiáng)。而航天科技集團(tuán)五院502所交會對接團(tuán)隊(duì)也在努力讓這項(xiàng)技術(shù)更加成熟、智能、先進(jìn)，從而有力地支撐后續(xù)空間站建造及運(yùn)營、載人登月和火星采樣返回等任務(wù)的順利實(shí)施。
（本報(bào)記者 張 蕾 本報(bào)通訊員 張國航 胡海霞 薛英民）
