不久的將來(lái)，我國(guó)將建成自己的空間站?？臻g站建成后重量將近百噸，當(dāng)有飛船造訪進(jìn)行交會(huì)對(duì)接時(shí)，不可能為了迎合飛船而大幅度調(diào)整姿態(tài)，只能是飛船說(shuō)“你別動(dòng)，我去找你！”——全自主繞飛是為飛船自動(dòng)尋找空間站對(duì)接口而發(fā)展的技術(shù)。天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船繞天宮二號(hào)的全自主繞飛就是為了驗(yàn)證該項(xiàng)技術(shù)。

天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空后，首先與天宮二號(hào)進(jìn)行了第一次重要的擁抱合體，通過(guò)交會(huì)對(duì)接完成了萬(wàn)眾矚目的推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，隨后天舟一號(hào)撤離天宮二號(hào)，伴隨著天宮二號(hào)180度轉(zhuǎn)向，通過(guò)全自主繞飛，加速趕到天宮前方，從“前”側(cè)與天宮二號(hào)進(jìn)行了第二次的對(duì)接。

繞飛是一種高難度的太空工作，需要飛行器進(jìn)行多次變軌和姿態(tài)機(jī)動(dòng)來(lái)完成。繞飛主要應(yīng)用于空間站多個(gè)艙段組裝、或是載人飛船（貨運(yùn)飛船）已經(jīng)在某個(gè)對(duì)接口，需要騰空對(duì)接口時(shí)，繞飛技術(shù)需要確保航天器能從多個(gè)方向與空間站對(duì)接，是交會(huì)對(duì)接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，是空間站建造和運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。此次貨運(yùn)飛船的繞飛以及在繞飛基礎(chǔ)上的交會(huì)對(duì)接可謂一次成功探索，將為空間站建設(shè)奠定積累更多的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，為未來(lái)復(fù)雜對(duì)接做準(zhǔn)備。

與神舟十號(hào)載人飛船在地面人員支持下進(jìn)行的繞飛不同，此次貨運(yùn)飛船繞飛過(guò)程中的制導(dǎo)、調(diào)姿及進(jìn)入5千米保持點(diǎn)均是船上軟件自主規(guī)劃完成，即當(dāng)繞飛指令發(fā)出，飛船上制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)便開(kāi)始自主規(guī)劃繞飛軌跡，自主進(jìn)行變軌控制，自動(dòng)進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動(dòng)，不需要地面人員干預(yù)，可謂“聰明”和“自立”了很多，這種全自主不僅大大減輕了地面支持人員的工作強(qiáng)度，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)測(cè)控區(qū)外的自主繞飛。

“如果把神舟十號(hào)的繞飛比作是‘領(lǐng)著’小朋友學(xué)走路，那么此次貨運(yùn)飛船的繞飛則是‘看著’小朋友自己走路?！必涍\(yùn)飛船副總設(shè)計(jì)師張強(qiáng)說(shuō)。

空間繞飛，精彩但暗含巨大風(fēng)險(xiǎn)，兩個(gè)重達(dá)十幾噸的飛行器在以每小時(shí)29萬(wàn)千米的高速飛行過(guò)程中下完成“上下繞圈”和“翻跟斗”，其最大的風(fēng)險(xiǎn)就是碰撞，所以，要求兩者的軌跡和姿態(tài)必須精準(zhǔn)受控。除了要避免碰撞，“全自主”還需要規(guī)劃出最優(yōu)的繞飛軌跡，“自主”完成在特定位置的變軌控制，在預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)到達(dá)預(yù)定的位置，以消耗盡量少的燃料。

同時(shí)，飛船還要根據(jù)目標(biāo)飛行器的狀態(tài)進(jìn)行協(xié)同控制，包括相對(duì)位置、相對(duì)速度、相對(duì)姿態(tài)、相對(duì)角速度等，所有因素都必須“完美”。

繞飛就好比一場(chǎng)美妙的“空中芭蕾”，超高的可靠性和安全性，高可靠的控制系統(tǒng)產(chǎn)品以及具有自主故障診斷和系統(tǒng)重構(gòu)能力的智慧軟件……這一切，都是科研人員拼搏奮斗的結(jié)晶，也是這一場(chǎng)芭蕾精密、強(qiáng)大的后臺(tái)！

（看看新聞Knews記者：湯銘  實(shí)習(xí)編輯：薛晨）