【中國航太交會對接技術取得新突破】11月12日10時03分，天舟五號貨運飛船搭乘的長征七號運載火箭，在我國文昌航太發射場點火升空；12時10分，天舟五號貨運飛船與中國空間站天和核心艙後向端口成功交會對接。至此，中國空間站“T”字構型組合體與首個“訪問者”的首次交會對接任務取得圓滿成功。

“這場持續僅約2小時的交會對接任務，創造了人類航太史上最快交會對接紀錄，這標誌著我國快速交會對接技術成功完成在軌驗證。”中國航太科技集團五院天舟五號貨運飛船制導、導航與控制(GNC)系統副主任設計師胡海霞説。

她告訴中青報·中青網記者，我國快速交會對接技術成功在軌實施，打破了2020年10月14日由俄羅斯“聯盟MS-17”載人飛船與國際空間站交會對接用時3小時3分鐘的紀錄，標誌著中國航太交會對接技術取得新的突破。這對於提升我國空間交會對接水準、提升空間站任務應急物資補給能力具有重要意義。

首艘訪問“T”字構型空間站的飛船

此次發射的天舟五號貨運飛船，是中國空間站“T”字構型組裝完成後首艘到訪的飛船。

按計劃，天舟五號貨運飛船不僅要完成上行物資的使命，還將承擔實驗支援的職責。此次發射的天舟五號貨運飛船裝載了神舟十五號3名航太員6個月的在軌駐留消耗品、推進劑、應用實(試)驗裝置等物資，還搭載了“澳門學生科普衛星一號”、宇航用氫氧燃料電池、空間寬能譜高能粒子探測載荷等試驗項目。這些載荷將在空間失重環境下開展科學實驗，對一些前沿航太關鍵技術進行驗證。

北京時間2022年11月13日14時18分，神舟十四號航太員乘組成功開啟天舟五號貨物艙艙門，在完成環境檢測等準備工作後，于15時03分順利進入天舟五號貨運飛船。後續，航太員乘組將按計劃開展貨物轉運等相關工作。

中國航太科技集團五院天舟貨運飛船總設計師白明生透露，天舟五號貨運飛船還搭載了植物種子，用於開展航太育種實驗。種子主要包括水稻、小麥、玉米等主糧作物和少量林木種子。後續，這些種子將通過載人飛船返回地面，經過地面培育後投入市場。

值得一提的是，此次天舟五號貨運飛船上搭載的由航太科技集團五院自主研發的燃料電池發電系統載荷，計劃用於開展我國首次燃料電池空間在軌試驗，為後續宇航燃料電池應用設計提供理論指導和數據支撐，推動宇航燃料電池工程應用發展，為我國載人探月任務推進提供支援。

作為空間站建造的關鍵核心産品，對接機構是實現空間站各個艙段間在軌連接、組合運作的重要系統。自2011年對接機構首次成就“太空之吻”以來，至此已有21套對接機構在軌完成了25次完美亮相。

中國航太科技集團八院飛船型號對接機構負責人丁立超表示，每一次“太空之吻”都不是簡單複製，隨著空間站構型的不斷改變，空間站組合體的體量也在不斷變化。從“一”字構型到“L”構型再到“T”字構型，多構型帶來的全新狀態也是對接機構必須面臨的考驗。

“此次天舟五號的對接目標達到80噸量級，是空間站建造以來對接機構迎來的最大噸位。”丁立超説，作為一款為空間站而生的産品，升級後的對接機構在設計階段就充分考慮到如今空間站建造需要具備的8噸到180噸各種噸位、各種方式的對接能力。天舟五號對接機構更是開展了數十次與80噸對接目標的捕獲緩衝試驗，驗證了産品的可靠性。

“太空貨運專列”升級為“太空貨運高鐵”

交會對接技術是載人航太活動三大基本技術之一，曾是中國載人航太工程“三步走”戰略第二步任務的關鍵內容。

2011年，神舟八號飛船與天宮一號完成首次交會對接；2012年，神舟九號任務突破和掌握了航太員手控交會對接技術；2017年，天舟一號貨運飛船成功開展與天宮二號空間實驗室的6.5小時快速交會對接在軌試驗，使中國成為世界上第三個掌握“近地快速交會對接技術”的國家。

如今，我國打破世界紀錄，實現2小時快速交會對接。

胡海霞表示，這些年來，我國的交會對接模式更加多樣化、功能更加豐富、適應能力更強，説明中國的空間交會對接技術更趨成熟。

與天舟貨運飛船此前的6.5小時快速交會對接相比，天舟五號貨運飛船主要從兩方面進行了方案調整。

胡海霞介紹，一是優化了交會對接的控制制導策略，將遠距離導引過程由多圈次壓縮為不到一圈，將多次變軌壓縮為兩次綜合機動，該部分用時由原來的4個多小時減少到約1個小時；二是在近距離自主控制段，減少了多個用於確認飛船狀態的停泊點，類似動車組減少經停車站數量一樣，加快了接近速度，該階段時長由2個多小時縮短為約40分鐘。

“2小時超快速交會對接技術突破，對於中國空間站的長期在軌運營具有重要現實意義。”胡海霞説，運輸時長大大縮短，使運輸特殊鮮活試驗品成為可能，而且能夠極大增強太空緊急救援能力。如果將該技術應用於神舟載人飛船，將大大減少航太員赴空間站的飛行時間。

中國航太科技集團五院502所交會對接首席專家解永春認為，2小時交會對接只是飛船GNC系統的一個選項，GNC系統可以根據火箭入軌的情況，自主選擇不同時長的交會對接模式，其中2小時超快速交會對接是目前最快速的模式，此外還可以選擇3小時、5小時和6.5小時方案等。

胡海霞表示，從6.5小時到2小時，天舟五號任務成功解鎖中國空間交會對接技術的新功能，實現了“太空貨運專列”到“太空貨運高鐵”的華麗升級，讓太空見證了新的“中國速度”。

“天舟快遞”送貨常態化

截至目前，我國已成功發射5艘天舟貨運飛船，而天舟五號貨運飛船，是中國空間站在軌建造階段最後一次“送貨”任務。

文昌航太發射場所屬的西昌衛星發射中心總工程師鐘文安告訴記者，隨著中國空間站“T”字基本構型組裝完成，天舟貨運飛船將在中國文昌航太發射場常態化發射，約每半年發射一次，實現“天舟快遞”送貨常態化。

據他介紹，我國所有的天舟貨運飛船都是從文昌航太發射場點火升空。組建至今，該發射場已經成功發射了5艘天舟貨運飛船，其中天舟一號與天宮二號交會對接，突破掌握貨物運輸、推進劑在軌補加等關鍵技術，標誌載人航太工程第二步圓滿收官。其餘4艘飛船均與中國空間站成功對接，為航太員送去大量工作、生活物資。

“我們針對天舟貨運飛船的‘專屬座駕’——長征七號火箭積極開展發射前流程優化和可靠性提升。”鐘文安説，發射場重新梳理測試項目，將火箭測試週期調整為27天，相比長征七號首飛整整壓減了15天；優化加注發射階段測試工作，將發射區總時間壓減至3天；實施液氧煤油並行加注，把發射日測試時間精簡至8小時，極大提升了火箭發射工作效率，實現在1個月內完成天舟任務測試、發射的目標。

來自文昌航太發射場的消息稱，近年來，文昌航太發射場發射能力從年均3至4發提升至6至8發，發射火箭型號從2型拓展到6型，極大縮短了火箭測試發射週期，形成了新一代大推力運載火箭高密度發射能力，實現我國近地軌道運載能力從10噸到25噸、地球同步軌道運載能力從5.5噸到14噸的巨大飛躍，大幅提升了我國進入太空的能力。

白明生也表示，中國空間站完成在軌建造後，初步計劃每年發射兩艘載人飛船和兩艘貨運飛船。為了滿足密集發射的需要，天舟貨運飛船實行組批生産的方式，同一批次的外形、功能相似或相近。

他説，天舟三號、天舟四號、天舟五號貨運飛船是同批次生産的，天舟六號到天舟十一號是另外一批。從天舟六號貨運飛船開始，會進行系統升級，如對貨物艙進行改進，大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等。