金秋深夜,北京航天城肅穆冷峻,晴朗夜空裏星星點綴。

10月15日的深夜,是中國空間站建造階段第二艘載人飛船神舟十三號發射前的最後時刻,從西北戈壁的酒泉衛星發射中心,到位居首都的北京航天城,從出征太平洋的遠望號測量船,到覆蓋全球的天基測控網,一張守護神舟飛船奔赴天宮的密網早已鋪開,隨時準備聽從指揮、聞令而動。

21時許,飛船開始加電,會籤流程開始注入,一聲聲“明白”從酒泉現場傳到了飛控大廳,屏幕上是一片黑夜中的長征2F火箭,一樣的塔架,不一樣的背景。此次發射選擇在16日凌晨發射,該時間段的選擇是根據飛船的運行軌道、工作條件、核心艙組合體的運行狀態、跟蹤測控窗口等因素確定的。爲了實現與天和核心艙、天舟二號、天舟三號共同組成的一字形組合體的徑向交會對接,發射窗口具有唯一性的特點。

載人飛船從神舟一號到眼前蓄勢待發的神舟十三號,發發成功,十二次圓滿讓現場等待發射的工作人員信心滿滿,但對負責測控通信指揮的北京航天飛行控制中心來說,這次任務又有新的挑戰和不同。“神舟十三號將首次採用徑向直接交會對接方式,徑向對接狀態新、航天員在軌駐留時間長、在軌試驗難度大、地面提供常態支持與應急控制的要求高。”北京航天飛行控制中心主任李劍介紹說。


北京航天飛控中心大屏中,飛船即將同組合體徑向對接。

22時13分,三名航天員進入飛船艙內,畫面上出現了他們身着艙內壓力服的身影,表情自然放鬆,精神狀態飽滿。進入艙內後,一系列操作有條不紊地進行着,隨着30分鐘準備、15分鐘準備的倒計時,發射時間倏忽而至,此時已經是10月16日0時23分,“滴滴滴”的倒計時聲音不絕於耳,“起飛!”從東風的指揮員到北京總調度,起飛時刻的通報在兩地的大廳響起,通過話音系統的擴聲傳遍參加任務的各個點號。

3分鐘後,助推器分離,10分鐘後,船箭分離,13分鐘後太陽帆板正常展開……火箭漸漸融入深邃的夜空,大屏幕切換成了仿真圖像,整個流程一氣呵成,流暢順利。飛控大廳裏通信調度馬忠正無暇欣賞神箭的英姿和酒泉夜空的壯麗,他的耳機會商裏傳來的是圖像話音各個崗位的彙報,手上比對的是切換流程,眼睛裏看的是實際屏幕顯示的圖像結果,話筒裏傳出的是自己的決策口令,這是每一次發射任務的常態。北京航天飛行控制中心責任總師王霞說:“硬件和通信崗位需要在任務前檢查所有設備的狀態,來得早、走得晚、涉及任務多是大家的崗位屬性。”

船箭分離後約25分鐘,在北京航天飛行控制中心的控制下,神舟十三號進入自主快速交會對接模式。緊接着的6個小時的快速交會對接流程,6次自主變軌、轉尋的控制,過中瞄點、飛船俯仰調姿……在一步步按計劃實施的程序中神舟十三號向着組合體靠近,6時22分,兩者之間的距離只有200米了,14分鐘後,組合體的對接機構清晰地在飛船上方19米處出現,現場所有人將見證飛船第一次從徑向與天宮對接,全新的視角,也帶着全新的挑戰。

現場北京航天飛行控制中心副主任張躍東說:“徑向對接期間空間站組合體遮擋和飛船大幅度姿態調整,對中繼測控和飛船能源帶來較大影響,測控支持模式和飛行程序安排調整變化大,這都增加了地面狀態監視判斷和應急處置的難度。”

隨着最後的平移靠攏,衆多挑戰在現場的監視判斷中被克服,天和和神舟緩緩靠近直至親密無間,“對解鎖鎖緊完成”的聲音爲它們的太空之吻作出見證,中國空間站因爲神舟十三號的加入呈現出全新的構型,天和核心艙、天舟二號、天舟三號和神舟十三號在太空中合爲一體,交會對接圓滿成功!


天和全景攝像機拍攝的對接畫面。

北京航天飛行控制中心神舟十三號任務總工程師謝劍鋒介紹,此次發射及交會對接任務面臨着對接方式新、在軌時間長、處置要求高等難點,爲此,團隊攻克了大量技術難關。

由於神舟十三號首次徑向停靠空間站,徑向對接期間組合體和飛船大幅度姿態調整,對中繼測控和飛船能源帶來較大影響,對測控支持模式和飛行程序安排帶來新的變化,增加了地面監視判斷和應急處置的難度。針對諸多變化,北京飛控中心任務團隊優化設計方案,細化決策判據,創新設計了以空空代傳爲主的測控模式和併網供電模式,有效克服了通信和供電難題,大幅度提高了交會對接的安全性。

北京航天飛行控制中心空間站任務總工程師孫軍說:“爲確保應急故障及時有效處置,我們僅針對神舟十三號任務即設計了400多個故障預案,組合體相關預案高達2500個,最緊急時,15秒內就必須完成發令處置,這不僅是對預案設計的挑戰,也是對人員支持能力的巨大考驗。”


北京航天飛行控制中心現場。

隨着航天員乘組的安全抵達,空間站組合體將轉入長期在軌運行階段,航天員將首次駐留達6個月之久,這對地面安全運控帶來全新考驗。北京航天飛行控制中心神舟十三號任務副總師劉成軍說:“無論是發射、交會對接還是後續的長期在軌階段,對軌道崗位都提出了很高要求。在空間實驗室階段我們就突破了十餘個關鍵技術,針對當前階段,我們又攻克了多模式快速交會對接技術和自主軌控失效後的軌道重構技術,並針對空間站大型且複雜構型的特性,展開中繼跟蹤預報、大氣阻力建模研究和碰撞概率計算等,切實爲太空家園的安全保駕護航。”

目前,空間站組合體已在軌運行170天,姿態穩定,能源平衡,工況正常,神舟十三號航天員乘組進駐後,北京航天飛行控制中心將組織各參試系統和單位,圓滿完成後續工作,保障航天員完成工作,平安返回。

【記者】王詩堃 徐勉

【通訊員】宋星光

【作者】 王詩堃;徐勉

【來源】 南方報業傳媒集團南方+客戶端

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