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隨著神舟十三號(hào)載人飛船發(fā)射圓滿(mǎn)成功，中國(guó)載人航天事業(yè)又邁出了關(guān)鍵的一步。

10月16日0時(shí)23分（北京時(shí)間，下同），搭載神舟十三號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心按照預(yù)定時(shí)間精準(zhǔn)點(diǎn)火發(fā)射，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，神舟十三號(hào)載人飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置，于10月16日6時(shí)56分，采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式成功對(duì)接于天和核心艙徑向端口，與此前已對(duì)接的天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船一起構(gòu)成四艙（船）組合體，整個(gè)交會(huì)對(duì)接過(guò)程歷時(shí)約6.5小時(shí)。10月16日9時(shí)58分，航天員翟志剛、王亞平、葉光富先后進(jìn)入天和核心艙。后續(xù)，航天員乘組將按計(jì)劃開(kāi)展相關(guān)工作。

3名航天員進(jìn)駐空間站后，將分別開(kāi)啟天舟二號(hào)和天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船艙門(mén)，進(jìn)一步開(kāi)展再生生保、在軌維修等技術(shù)驗(yàn)證和應(yīng)用，轉(zhuǎn)移物資和廢棄物，視情進(jìn)行出艙活動(dòng)。駐留期間，還將擇機(jī)利用天舟二號(hào)進(jìn)行機(jī)械臂轉(zhuǎn)位驗(yàn)證試驗(yàn)。航天員駐留180天后返回地面，任務(wù)結(jié)束后全系統(tǒng)完成評(píng)估，轉(zhuǎn)入空間站建造階段。這意味著“太空出差”三人組將在空間站里過(guò)春節(jié)。

神舟十三號(hào)載人飛船是中國(guó)空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的最后一次任務(wù)。此次飛行，它將驗(yàn)證空間站建造和運(yùn)營(yíng)所需的最后幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為中國(guó)建造“天宮”打下重要基石。

首次徑向交會(huì)對(duì)接

神舟十三號(hào)載人飛船將實(shí)現(xiàn)多個(gè)首次，即首次與三艙組合體自主快速?gòu)较蚪粫?huì)對(duì)接，首次長(zhǎng)期在軌?？?個(gè)月，實(shí)現(xiàn)4個(gè)載人航天器形成組合體長(zhǎng)期在軌飛行，首次具備天地結(jié)合多重保證的應(yīng)急救援能力。

尤其值得關(guān)注的是首次徑向交會(huì)對(duì)接。

早在航天事業(yè)起步之初，老一輩航天工作者就認(rèn)識(shí)到掌握空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)是我國(guó)獨(dú)立自主建設(shè)空間站必須走出的關(guān)鍵一步，并將其確定為實(shí)現(xiàn)載人航天工程“三步走”中第二步要突破的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。

自4月份以來(lái)，我國(guó)已成功實(shí)施了空間站建造任務(wù)的5次發(fā)射，其中包括被稱(chēng)為“太空母港”的天和核心艙，派出兩位“太空快遞小哥”派送物資，安排兩批共6名航天員“出差”外太空。后續(xù)，我國(guó)還將實(shí)施2次空間站艙段的發(fā)射、以及多艘飛船的發(fā)射任務(wù)。

要想搭建起“太空城堡”，被稱(chēng)為“太空之吻”的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)至關(guān)重要，而中國(guó)航天科技集團(tuán)八院（下稱(chēng)“八院”）研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)對(duì)接的核心。

載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張崇峰介紹，在我國(guó)空間站任務(wù)中，所有對(duì)接機(jī)構(gòu)（包括天和核心艙在內(nèi)的3個(gè)艙段與后續(xù)每一艘飛船的對(duì)接機(jī)構(gòu)）都是由八院研制。

從2011年首次亮相至今，“太空之吻”已經(jīng)走過(guò)了整整十年。十年間，我國(guó)共成功實(shí)施15次（含神13）精準(zhǔn)可靠對(duì)接，經(jīng)歷了從無(wú)人到有人、從自動(dòng)到手控、從幾天到6.5小時(shí)、從軸向?qū)拥綇较驅(qū)印?/p>

神舟八號(hào)以來(lái)5艘飛船與目標(biāo)都是軸向?qū)?，而徑向與軸向的夾角呈90度。此次神舟十三號(hào)首次完成與49噸級(jí)的空間站組合體自主快速?gòu)较蚪粫?huì)對(duì)接，我國(guó)空間站首次組成“T”字構(gòu)型。與以往歷次任務(wù)中的軸向?qū)酉啾?，徑向?qū)拥某跏紬l件更加苛刻，如何確保實(shí)現(xiàn)90度的“穩(wěn)”，成為研制團(tuán)隊(duì)的重要任務(wù)。

在發(fā)射神舟十三號(hào)前，天舟二號(hào)和天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船分別?？亢诵呐摰那跋蚨丝诤秃笙蚨丝?。

這樣的布局是為了滿(mǎn)足神舟十三號(hào)徑向交會(huì)對(duì)接時(shí)的組合體姿態(tài)控制要求，對(duì)接機(jī)構(gòu)也將面臨前所未有的對(duì)接偏心長(zhǎng)度變大的可能。為此，八院805所對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)通過(guò)全面分析對(duì)接工況，在增加可控阻尼器的基礎(chǔ)上，配合總體完成任務(wù)規(guī)劃，并開(kāi)展了31個(gè)工況的捕獲緩沖試驗(yàn)，僅單項(xiàng)極偏差工況就達(dá)到24次?？捎行龑?duì)接機(jī)構(gòu)與多構(gòu)型、變噸位、大偏心對(duì)接目標(biāo)的捕獲、緩沖、連接適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)，確保載人飛船與空間站組合體徑向穩(wěn)妥可靠對(duì)接。

值得注意的是，因?yàn)樯裰凼?hào)在徑向?qū)涌谕？浚鍖㈤L(zhǎng)期被空間站大型柔性太陽(yáng)電池翼和大柱段艙體遮擋，導(dǎo)致載人飛船在光照區(qū)供電能力受到影響，需要空間站為飛船并網(wǎng)供電。軌道艙配電器為了滿(mǎn)足長(zhǎng)期停靠最大并網(wǎng)供電能力需達(dá)到1400w的要求，進(jìn)行多項(xiàng)適應(yīng)性更改。八院805所的設(shè)計(jì)師對(duì)內(nèi)部器件安裝位置及安裝方式均進(jìn)行了大范圍調(diào)整，并通過(guò)鑒定級(jí)力學(xué)試驗(yàn)、熱學(xué)試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性和安全性。在神舟十二號(hào)飛行任務(wù)期間，還開(kāi)展了空間站并網(wǎng)供電試驗(yàn)，證明未來(lái)神舟十三號(hào)將可通過(guò)這條并網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)獲取需要的電能。

“對(duì)接五兄弟”

“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)。神舟載人飛船、天舟貨運(yùn)飛船以及后續(xù)發(fā)射的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙都配置主動(dòng)端，入軌后，它們會(huì)自主完成與核心艙上的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)的捕獲、拉回、鎖緊。不同的飛船將根據(jù)任務(wù)需求，對(duì)接于核心艙上配置的各個(gè)對(duì)接口，這也是核心艙被稱(chēng)為‘太空母港’的由來(lái)。”八院對(duì)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)第一財(cái)經(jīng)介紹。

核心艙上共配置了5個(gè)被動(dòng)對(duì)接口，設(shè)計(jì)師稱(chēng)它們?yōu)?ldquo;對(duì)接五兄弟”。

“大哥”在核心艙的后端，核心艙專(zhuān)門(mén)的“太空快遞通道”，又稱(chēng)為“后向?qū)涌?rdquo;，主要用于對(duì)接“太空快遞小哥”天舟貨運(yùn)飛船，保證整個(gè)空間站的貨物輸送及在軌“能量”補(bǔ)充，同時(shí)也是載人飛船的備份對(duì)接通道；“二哥”在節(jié)點(diǎn)艙的最前端，大名叫“前向?qū)涌?rdquo;，來(lái)訪的“客人”較多，除了神舟載人飛船、天舟貨運(yùn)飛船外，將來(lái)還要會(huì)先后迎接問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，堪稱(chēng)“天宮守門(mén)人”；大哥和二哥還有特殊的補(bǔ)加接口，都可以為空間站補(bǔ)充推進(jìn)劑；“三哥”又稱(chēng)“徑向?qū)涌?rdquo;，本次神舟十三號(hào)載人飛船就是對(duì)接在此處，是專(zhuān)門(mén)的“航天員通道”；“四哥”和“五弟”在節(jié)點(diǎn)艙的兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布，稱(chēng)為“側(cè)向停泊口”，將來(lái)問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙會(huì)永久?？吭谶@里，讓航天員的居住條件由“一居室”變成“三居室”，大大增加航天員的活動(dòng)空間和范圍。

對(duì)“五兄弟”來(lái)說(shuō)，要如此長(zhǎng)時(shí)間暴露在太空環(huán)境中，承受88000次超過(guò)200攝氏度范圍的高低溫循環(huán)、低軌空間原子氧的剝蝕、多頻次的對(duì)接與分離后仍確?？煽浚@對(duì)它們來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的艱難考驗(yàn)。“通常來(lái)說(shuō)，對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命為3年，而 ‘五兄弟’足以算得上高壽命了。”為此，八院805所對(duì)接機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)全面系統(tǒng)地為“五兄弟”做了“深度體檢”，并為“五兄弟”量身定制了“延壽保險(xiǎn)”，包含了可能發(fā)生的故障預(yù)案共79項(xiàng)并制定了詳細(xì)處置措施，確保它們?cè)谲壠陂g的健康穩(wěn)定工作。

據(jù)了解，按照后續(xù)空間站建造及運(yùn)營(yíng)規(guī)劃，八院對(duì)接機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)每年都要至少保證5套對(duì)接機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)交付，才能跟得上空間站工程高密度發(fā)射的步伐。“只要后續(xù)有航天器發(fā)射，就必須通過(guò)對(duì)接機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)與空間站艙段的組合。任務(wù)重、節(jié)點(diǎn)緊，產(chǎn)品的研制生產(chǎn)不允許任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，否則就會(huì)影響到整個(gè)任務(wù)的進(jìn)程。”設(shè)計(jì)師介紹說(shuō)。