中國空間站故事 | 交會對接控制團隊：敢啃能啃硬骨頭

　　從兩天到7小時 交會對接加速 何以實現(xiàn)？

　　空間交會對接技術(shù)是一個國家航天技術(shù)實力的集中體現(xiàn)。7月24日，問天實驗艙與天和核心艙組合體交會對接成功，歷時13個小時。而今年6月5日，神舟十四號載人飛船與天和核心艙對接只用了7個小時。要知道，在11年前，神舟八號飛船第一次跟天宮一號交會對接歷時2天，約48個小時。歷經(jīng)11年，將交會對接的速度提高了將近7倍，這是如何做到的？

　　北京航天飛行控制中心問天實驗艙任務(wù)總師 鄒雪梅：這是我們首次實施大型艙段在軌的交會對接，總的來說整個交會對接過程控制非常精準(zhǔn)，完成得很圓滿。

　　問天實驗艙與天和核心艙組合體的交會對接，是我國兩個20噸級航天器首次在軌實現(xiàn)交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間首次進行空間交會對接。

　　北京航天飛行控制中心副總師 汪賽進：這次整個對接持續(xù)時間相對較長，標(biāo)稱的時間大概是13個小時左右，主要原因是入軌之后，問天實驗艙跟組合體相距大概是有6000多公里。那么在遠(yuǎn)距離導(dǎo)引6次控制之前，就是整個過程（問天實驗艙）在后面追擊核心艙，那么就要進行一些平臺的測試工作。

　　航天科技集團五院502所交會對接首席專家 解永春：問天實驗艙對于實驗艙來講，它是首發(fā)的一個航天器，我們根據(jù)它的性能，為它適應(yīng)性的做了一個快速交會對接的方案。所以我們現(xiàn)在問天的交會對接方案是在神舟十四號，包括天舟四號，快速交會對接的基礎(chǔ)上，又進一步進行了適應(yīng)性的調(diào)整。

　　解永春，航天科技集團五院502所空間交會對接領(lǐng)域技術(shù)首席專家。從神舟八號我國第一次交會對接至今，解永春都是交會對接控制團隊的領(lǐng)頭人。

　　空間交會對接被形象地稱為“萬里穿針”，控制是核心。靠攏、接近、鎖緊，在任務(wù)完成階段的最后幾分鐘里，呈現(xiàn)在世人面前的交會對接看起來似乎很“簡單”，但看似簡單的操作背后，在萬里之外的太空要實現(xiàn)控制，每一個環(huán)節(jié)都極其復(fù)雜。中國的交會對接技術(shù)預(yù)研起步于上世紀(jì)末。1999年，解永春在導(dǎo)師吳宏鑫指導(dǎo)下，和同事開始了交會對接控制的理論研究。

　　航天科技集團五院502所研發(fā)中心副主任 胡海霞：吳（宏鑫）院士經(jīng)常教導(dǎo)我們敢啃硬骨頭、能坐冷板凳，這個硬骨頭你比如說像當(dāng)年我們花10年搞交會對接，交會對接技術(shù)就是個硬骨頭。

　　航天科技集團科技委顧問 吳宏鑫院士：敢不敢啃硬骨頭，也是你的意志和對方向的認(rèn)定的問題。你不敢啃硬骨頭，說明你自己心里也不踏實。敢啃建立在什么基礎(chǔ)上？我肯定能搞出來！當(dāng)然可能不是一年兩年，要坐十年冷板凳，十年，你要有這個精神才行。

　　一波三折 揭秘我國首次交會對接背后"難關(guān)"

　　“交會對接”技術(shù)有很多難啃的硬骨頭，在這些硬骨頭中，控制參數(shù)的設(shè)計更是難中之難。神舟八號飛船和天宮一號目標(biāo)飛行器對接，這是我國航天史上第一次空間交會對接。可是，鮮為人知的是，在任務(wù)前一天，解永春團隊的方案才獲得專家評審?fù)ㄟ^。

　　2011年年初，神舟八號交會對接任務(wù)已經(jīng)進入了倒計時。但恰在此時，隨著仿真試驗的進程，交會對接控制系統(tǒng)的技術(shù)問題不斷暴露出來。在一次測試試驗中，飛船姿態(tài)控制出現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。

　　航天科技集團五院502所研發(fā)中心副主任 胡海霞：在對接的時候，它是需要姿態(tài)和位置的誤差都很小，你才能對上，對吧？你姿態(tài)一直這么抖，肯定是對你最后的對接精度（有影響），影響你的成敗。

　　當(dāng)時，飛船的控制參數(shù)純靠人的經(jīng)驗手工進行調(diào)試，參數(shù)確定了之后，還得進行大量的打靶仿真。仿真試驗是航天器上天的通行證，打靶必須每次都通過，才能確保交會對接萬無一失。但當(dāng)時，解永春帶領(lǐng)團隊在針對太空惡劣工況的打靶仿真中，做了近千次的試驗，始終有幾次通不過。

　　飛船控制參數(shù)設(shè)計在理論和工程上都是難題，國內(nèi)外都沒有現(xiàn)成的解決辦法，只有自主創(chuàng)新，才能解決問題。交會對接技術(shù)研制過程中，吳宏鑫院士是技術(shù)指導(dǎo)專家。吳院士鼓勵解永春把她博士論文中的“黃金分割系數(shù)”理論應(yīng)用到飛船控制參數(shù)設(shè)計上。但眼看著離發(fā)射日期越來越近，解永春帶領(lǐng)的團隊打靶依然沒有過關(guān)，上級領(lǐng)導(dǎo)把吳院士找來坐鎮(zhèn)指揮。

　　航天科技集團科技委顧問  吳宏鑫院士：我私下里讓我的一個碩士生做了仿真，究竟問題出在哪里。做完仿真我知道了，這個理論方法是對的，沒錯，但她（解永春）做得不行。后來我就把解永春說了一通，我說你都不如我的一個碩士生。

　　航天科技集團五院502所交會對接首席專家 解永春：我就覺得其實是你不了解我，我怎么會不如她對吧？所以我就說非得要給你把這個用上去看看。

　　航天科技集團科技委顧問  吳宏鑫院士：解永春這個人一有個優(yōu)點，不服輸、好強。你要說她不行，她絕不罷休。

　　吳宏鑫對解永春性格的了解，起源于她念博士期間。1994年，解永春有關(guān)黃金分割理論的論文發(fā)表了，應(yīng)用成果獲得了航天工業(yè)部科技進步三等獎。以此為基礎(chǔ)，解永春滿以為畢業(yè)沒問題了，沒想到被導(dǎo)師吳宏鑫澆了一盆冷水。

　　航天科技集團科技委顧問 吳宏鑫院士：理論上沒過關(guān)，要她證明（黃金分割系數(shù)的）穩(wěn)定性，她沒證明出來。她自己覺得我這個已經(jīng)是又得了獎，而且做法又很好，怎么不行？我說那不行，不能通過。（解永春）那時哭，瘦得不得了。屠善澄老先生（院士），他說老吳你就放她一馬吧，那我說不能放，這個放了她是害了她一輩子，她必須要過關(guān)。

　　生性倔強的解永春哭著離開了導(dǎo)師家，但隨后四個多月，她把自己關(guān)在圖書館里日夜用功，終于攻克了黃金分割系數(shù)的理論難關(guān)。畢業(yè)答辯通過的那一刻，瘦得只剩80多斤的解永春笑得格外開心。

　　博士畢業(yè)17年后，神舟八號交會對接前夕，吳宏鑫第二次用激將法逼自己的弟子再闖難關(guān)。當(dāng)時，離神舟八號第一次交會對接只有兩天時間了。有領(lǐng)導(dǎo)提出，仿真試驗再不通過就換人。

　　航天科技集團科技委顧問  吳宏鑫院士：我說不能換人，臨陣換將是最大的忌諱，馬上就要上去對接了你這時候換人，開玩笑，換了人能比她強嗎？所以我說，我相信解永春是能夠做出來的，放心。我說做不出來我負(fù)責(zé)。

　　航天科技集團五院502所交會對接首席專家 解永春：恰恰是在他狠狠批評我之后的那天晚上，我就想出了很好的辦法。

　　2011年10月31日，就在神舟八號飛船發(fā)射的前一天，解永春的參數(shù)設(shè)計方案通過了專家組評審。

　　如今不僅是神舟載人飛船，天舟貨運飛船、嫦娥五號甚至剛發(fā)射的問天實驗艙的交會對接，控制參數(shù)設(shè)計都源于神舟八號時打下的良好基礎(chǔ)。一個嚴(yán)厲的導(dǎo)師，一個倔強的學(xué)生，交會對接控制參數(shù)設(shè)計這塊硬骨頭，就這樣被啃下來了。使我磨難者，必使我強大，如今，解永春很感激導(dǎo)師當(dāng)年對她的嚴(yán)厲。

　　航天科技集團科技委顧問 吳宏鑫院士：人有的時候是需要壓的。

　　航天科技集團五院502所交會對接首席專家 解永春：我感覺確實是這樣，好像有一點像能級躍遷，要是不壓的話，你臺階是上不來的。

　　如今，交會對接控制團隊把創(chuàng)新的發(fā)力點，又瞄向了未來航天器的智能自主對接。

　　航天科技集團五院502所交會對接首席專家 解永春：未來我們通過這種人工智能的方式可以實現(xiàn)不需要航天員出艙就能完成的空間操作。

　　航天科技集團五院空間站系統(tǒng)載人飛船副總設(shè)計師 胡軍：我們要打造一個全自主的飛船，現(xiàn)在我們基本上能夠70%左右（自主），還努一把力，整個從發(fā)射到回來全部自主，不需要地面來支持。

　　持續(xù)創(chuàng)新 為世界貢獻中國智慧和中國力量

　　這是采訪后解永春交給我們的一本書，它出版于上世紀(jì)九十年代，是根據(jù)國外交會對接經(jīng)驗編著而成的，名字叫《空間交會對接技術(shù)》。這本書在20多年前展望了交會對接技術(shù)的未來：航天員不參與的自主交會對接方式，雖然目前在技術(shù)上還比較復(fù)雜，但這是今后的發(fā)展方向。如今再翻開這本20多年前曾經(jīng)反復(fù)學(xué)習(xí)的舊書，解永春感慨：未來已來。如今，她和幾名學(xué)生根據(jù)中國交會對接經(jīng)驗寫成的專著已經(jīng)出版，中國科學(xué)家還將繼續(xù)創(chuàng)新，在智能交會對接領(lǐng)域為世界交會對接技術(shù)貢獻中國智慧和中國力量。