2022年11月30日5時(shí)42分，載有3名中國(guó)航天員的神舟十五號(hào)載人飛船成功對(duì)接于中國(guó)空間站天和核心艙前向端口；7時(shí)33分，中國(guó)航天迎來歷史性一刻：神舟十五號(hào)航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸順利進(jìn)駐中國(guó)的“太空家園”，2個(gè)航天員乘組、6名航天員首次實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”。

2022年11月30日 7時(shí)33分，中國(guó)航天迎來歷史性一刻：2個(gè)航天員乘組、6名航天員首次實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”。圖為央視直播畫面截圖

在此次萬(wàn)眾矚目的“飛天”任務(wù)中，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院（以下簡(jiǎn)稱“八院”）承擔(dān)了神舟載人飛船的對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)與總裝、測(cè)控通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進(jìn)艙電纜網(wǎng)及三艙配電器等研制任務(wù)。

31次捕獲緩沖試驗(yàn)保證可靠對(duì)接

2021年中國(guó)空間站實(shí)施建造以來，我國(guó)已陸續(xù)發(fā)射了天和核心艙、2個(gè)實(shí)驗(yàn)艙、4艘貨運(yùn)飛船、4艘載人飛船接力建造空間站，如今，“天上宮闕”已經(jīng)有了日漸清晰的模樣。

但不管是T字基本構(gòu)型的搭建，還是多艘飛船的來訪，我國(guó)空間站均需要通過空間交會(huì)對(duì)接的方式來實(shí)現(xiàn)太空“搭積木”，八院研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)空間站各航天器之間可靠對(duì)接、緊密連接的關(guān)鍵核心產(chǎn)品。

八院介紹，目前我國(guó)采用的異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)分為主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)和被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)。一套主被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)包含有192個(gè)傳感器、18個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、260余個(gè)彈簧、數(shù)百個(gè)齒輪和軸承，集機(jī)、電、液、熱于一體，是公認(rèn)的極其復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)產(chǎn)品。

核心艙上安裝了空間站所有的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)對(duì)接端口（前向、徑向、后向）和兩個(gè)停泊端口（問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的專用），是名副其實(shí)的“太空母港”。神舟十四號(hào)與核心艙在徑向端口對(duì)接?？浚熘畚逄?hào)在核心艙后向端口對(duì)接?？?，其余兩個(gè)超大實(shí)驗(yàn)艙停泊在側(cè)向兩個(gè)停泊口，構(gòu)成了當(dāng)前的空間站“T”字基本構(gòu)型。

此次，神舟十五號(hào)采用快速交會(huì)對(duì)接模式，首次與90噸級(jí)的空間站在前向端口對(duì)接，并實(shí)現(xiàn)剛性連接，形成封閉的內(nèi)通道，3名航天員穿過對(duì)接機(jī)構(gòu)進(jìn)入空間站。核心艙上的對(duì)接口“滿員”?？?，所有對(duì)接機(jī)構(gòu)全部“上崗”工作。

為了實(shí)現(xiàn)可靠對(duì)接、安全?？?，八院的型號(hào)研制隊(duì)伍在地面通過了31次捕獲緩沖試驗(yàn)，驗(yàn)證了對(duì)接機(jī)構(gòu)具備在單項(xiàng)極限偏差、組合偏差共31種工況下的捕獲緩沖能力，使對(duì)接機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度橫向偏差可以控制在1mm以內(nèi)，角度偏差控制在0.1°以內(nèi)。

為了實(shí)現(xiàn)可靠對(duì)接、安全停靠，八院的型號(hào)研制隊(duì)伍在地面通過了31次捕獲緩沖試驗(yàn)。中國(guó)航天科技集團(tuán) 供圖

精準(zhǔn)調(diào)控實(shí)現(xiàn)“能源、通信自由”

神舟十五號(hào)與空間站組合體順利“會(huì)師”后，3名航天員與“出差半年”的神舟十四號(hào)航天員乘組進(jìn)行在軌輪換，我國(guó)空間站首次實(shí)現(xiàn)6名航天員在軌短期駐留。

輪換期間，空間站有2艘載人飛船同時(shí)停靠，但由于?？课恢玫牟煌此茽顟B(tài)相同的兩艘飛船，無(wú)論是光照發(fā)電條件還是天地通信條件，都是完全不同的。來自空間站四組超大柔性太陽(yáng)電池翼和三個(gè)巨型艙體的遮擋，導(dǎo)致兩船的能源需求和天地通信需求也不相同。

據(jù)八院介紹，研制團(tuán)隊(duì)通過精細(xì)制訂能源并網(wǎng)時(shí)機(jī)，精準(zhǔn)調(diào)控能源并網(wǎng)功率，不僅讓2艘載人飛船實(shí)現(xiàn)用電自由，還能避免能源過剩造成的用電風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，2船在軌的天地通信可通過各種信息大聯(lián)合，由空間站代傳相關(guān)信息和指令，統(tǒng)一分配通信資源，實(shí)現(xiàn)兩船天地測(cè)控?zé)o縫銜接。