空间站“搭积木”“太空之吻”技术不可或缺

文／付毅飞 何 亮

交会对接的“太空之吻”再一次成功！

10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体，这是我国载人飞船在太空实施的首次径向交会对接。

自4月份以来，我国已成功实施了空间站建造任务的5次发射，其中包括被称为“太空母港”的天和核心舱，派出两位“太空快递小哥”派送物资，安排两批共6名航天员“出差”外太空。每项任务环环相扣，都关系着我国空间站的建造及运营。

要想搭建起这座“太空城堡”，不得不提被称为“太空之吻”的空间交会对接技术。没有它，建立空间站、维持空间站的正常运营，航天员的定期更换，以及提供给空间站一切必要的天地往返运输任务都无从谈起。

中国航天迎来首次径向交会对接

从2011年首次亮相至今，“太空之吻”已经走过了整整十年。十年间，我国共成功实施15次（含神13）精准可靠对接，经历了从无人到有人、从自动到手控、从几天到6.5小时、从轴向对接到径向对接的创新突破。

此次神舟十三号首次完成与49吨级的空间站组合体自主快速径向交会对接，我国空间站首次组成“T”字构型。

与以往历次任务中的轴向对接相比，径向对接的初始条件更加苛刻，为此，研制团队全面分析对接工况，有效消除径向对接过程中可能出现的各项风险，确保实现90度的“稳”。

早在航天事业起步之初，老一辈航天工作者就深刻地认识到掌握空间交会对接技术是我国独立自主建设空间站必须走出的关键一步，并将其确定为实现载人航天工程“三步走”中第二步要突破的核心关键技术之一。

面对这项世界航天领域内公认的最复杂、最难攻关的技术，八院805所在1995年启动了对接机构的研制立项，在没有参考资料的情况下，数千次的试验、数以万计的数据积累……一群怀揣着对接梦想的航天人枕戈待旦、埋头苦干了16年。

终于在2011年，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器实现轴向对接，我国首次实现无人空间交会对接，成为世界上第三个独立掌握空间交会对接技术的国家，仅用一年时间便实现了有人空间手动交会对接。

“太空母港”上的“对接五兄弟”

“对接机构分为主动对接机构和被动对接机构。神舟载人飞船、天舟货运飞船以及后续发射的两个实验舱都配置主动端，入轨后，它们会自主完成与核心舱上的被动对接机构的捕获、拉回、锁紧。不同的飞船将根据任务需求，对接于核心舱上配置的各个对接口，这也是核心舱被称为‘太空母港’的由来。”八院对接机构设计师介绍。

核心舱上共配置了5个被动对接口，设计师亲切地称它们为“对接五兄弟”，它们各司其职，共同助力空间站任务。

“大哥”在核心舱的后端，核心舱专门的“太空快递通道”，又称为“后向对接口”，主要用于对接“太空快递小哥”天舟货运飞船，保证整个空间站的货物输送及在轨“能量”补充，同时也是载人飞船的备份对接通道。

“二哥”在节点舱的最前端，大名叫“前向对接口”，来访的“客人”较多，除了神舟载人飞船、天舟货运飞船外，将来还要会先后迎接问天实验舱、梦天实验舱，堪称“天宫守门人”；大哥和二哥还有特殊的补加接口，都可以为空间站补充推进剂。

三哥又称“径向对接口”，本次神舟十三号载人飞船就是对接在此处，是专门的“航天员通道”。

四哥和五弟在节点舱的两侧呈对称分布，称为“侧向停泊口”，将来问天实验舱和梦天实验舱会永久停靠在这里，让航天员的居住条件由“一居室”变成“三居室”，大大增加航天员的活动空间和范围。

对“五兄弟”来说，要如此长时间的暴露在太空环境中，承受88000次超过200摄氏度范围的高低温循环、低轨空间原子氧的剥蚀、多频次的对接与分离后仍确保可靠，这对它们来说是一个全新的艰难考验。

“通常来说，对接机构的设计寿命为3年，而‘五兄弟’足以算得上高寿命了。”为此，八院805所对接机构团队全面系统地为“五兄弟”做了“深度体检”，并为“五兄弟”量身定制了“延寿保险”，包含了可能发生的故障预案共79项并制定了详细处置措施，确保它们在轨期间的健康稳定工作。

目前，八院通过部组件产品化、测试项目通用化以及发射场流程优化等方式，有效提高了生产、总装、测试、试验效率，在确保满足空间站建造及运营阶段需求的同时，也保证每一次“太空之吻”的完美亮相。