世界关注：一样的对接，不一样的难度
光明日报记者 张 蕾 光明日报通讯员 薛英民
2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射并停靠中国空间站径向对接口，标志着我国空间交会对接GNC（制导、导航与控制）技术进一步成熟。这是中国空间站应用与发展阶段首艘载人飞船的交会对接任务，也是空间站三舱在“T”字构型下实施的首次径向交会对接任务。相较于神舟十三号、神舟十四号载人飞船实施的径向交会对接任务，此次神舟十六号载人飞船的交会对接有着不一样的难度——
难度一：更大的组合体质量
【资料图】
随着问天实验舱、梦天实验舱以及神舟载人飞船、天舟货运飞船等更多舱段和飞船的相继加入，空间站组合体的尺寸、质量、惯量以及重心位置等影响姿态控制的要素明显增多，与核心舱单舱相比变化较大，部分参数甚至存在跨数量级的增长。
“飞船交会对接，特别是近距离对接，采用的是相对姿态位置控制方法，空间站运动特性的变化将直接影响飞船的交会对接控制过程。”航天科技集团五院神舟飞船GNC分系统主任设计师李志宇介绍，神舟十五号已经成功完成空间站“T”字构型的交会对接任务，它对接的位置为空间站前向对接口，“然而，空间站在不同方向上的运动特性有所区别，神舟十六号进行径向对接，需要克服上述变化带来的影响”。
难度二：更多的视线遮挡
进行径向交会对接任务时，神舟十六号载人飞船沿着天和核心舱下方的径向对接口，逐渐靠近空间站组合体。
“从神舟十六号载人飞船的视角来看，此时，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟六号货运飞船和神舟十五号载人飞船均会出现在视野中，这对于其上安装的需要以宇宙背景或太阳作为观测目标的测量敏感器来说，将产生视线上的遮挡。”航天科技集团五院神舟飞船GNC分系统副主任设计师张一介绍，随着神舟十六号载人飞船同组合体距离逐渐逼近，遮挡会越来越多，需要依靠GNC系统敏感器自身的抗干扰或目标特性识别能力加以区分和屏蔽，或者采用不同方位、体制的备份敏感器，以保证测量的持续、准确。
难度三：更复杂的相互影响
近距离交会中，为调整相对姿态和位置，飞船需要频繁启动发动机，这将对悬浮在太空中的空间站姿态产生影响。同时，空间站的喷气控制也会影响飞船自身的控制。“由于组合体舱段增加，神舟十六号载人飞行任务中的上述特性更为复杂。对此，需要GNC系统优化发动机分组使用和控制方法，通过地面仿真计算来验证，确保交会对接任务成功。”李志宇解释。
据悉，针对神舟十六号载人飞船径向交会对接中，近距离喷气控制相互影响和敏感器视场遮挡等问题，航天科技集团五院502所进行了专项分析和仿真复核，并对神舟十六号GNC分系统进行针对性优化和设计，确保上述影响在可控范围内。
《光明日报》（ 2023年05月31日 08版）
