根據國外期刊《自然》雜誌在近日釋出的資料顯示,中國包括航天在內的科研投入,每年的增長速度是傳統科技強國美國的3倍,並正在以極高的速度接近美國。而在年初召開的一場國家獎勵大會上,中國航天后續新技術的發展就此拉開帷幕,其中航天器的在軌對接捕獲技術最為引人注目。無論在有資料交匯聯絡航天器的合作目標的捕獲,還是在無資料聯絡航天器的非合作目標捕獲,中國在太空航天器在軌對接技術上已經處於國際領先地位。
出品|國器
航天803所研發的GNC系統技術獲得了國家科學技術二等大獎
中國早在2008年就展開了航天器空間交會對接的研究工作。主動碎片清除微納GNC系統技術是未來航天器交會對接的發展趨勢,它能在無資料聯絡的條件下在軌捕獲目標物件。該技術在年度國家科學技術獎勵大會中,一舉獲得了國家技術發明二等獎。雖然這項技術整體水平已然是世界一流,但僅獲得二等獎從側面表明了國家發明獎的含金量。主動碎片清除微納GNC系統技術的主要研發單位,是中國航天科技集團第八研究院803所,專案主負責人是來自上海航天控制技術研究所的劉付成所長。
此次獲獎的GNC系統技術可以降低無資料聯絡航天器對接的風險
目前技術已經在SY-7、TW-1等多種衛星型號上進行了應用,除了對用作太空碎片清除航天器的規劃、導航和控制等能力的提升助力很大外,該技術也主要針對雙方無資料互動基礎的航天器對接,也就是非合作目標的捕獲。而且主動碎片清除微納GNC系統讓航天器進行在軌捕獲時姿態穩定度、力矩響應速度和補償精度等效能都有著顯著提高,極大程度上降低了兩個無聯絡航天器之間對接的風險。值得一提的是,該技術不僅在航天領域的地位舉足輕重,在民用航天領域也有著廣泛應用。
無資料交匯聯絡非合作目標的對接需要空間機械臂的捕獲輔助
中國在合作目標、非合作目標的對接研究起點時間都是一樣的。不過非合作目標對接不僅技術性更強,還需空間機械臂的輔助,所需研發、準備時間自然也更長。中國目前在合作目標對接上實戰經驗比較豐富。天宮一號、天宮二號都曾經歷過合作目標在軌對接,總次數達到六次之多。這也為非合作目標對接提供了一定的技術、資料基礎。同時為了保障非合作目標對接專案的成功進行,中國在2016年通過長征7號的首發中發射了空間機械臂,為後續非合作目標在軌捕獲創造了基本條件,這種空間臂相當於給無資料基礎的雙方航天器創造了對接介面。
中國超高速電磁感應原理的在軌捕獲技術將進入地面驗證階段
今年首例無人交付對接的嫦娥五號月球取樣飛船將正式發射,其為國際航天的發展又添一筆新色彩。此次飛船的在軌對接是在38萬公里級的月球軌道上,這樣的先例在此前沒有任何國家實施過。同時中國的在軌捕獲技術還有另一項新的專案,該專案也即將進入到地面驗證、飛行驗證階段。其最為關鍵的就是電磁感應原理,電磁感應原理的捕獲技術可以實現超高速的太空垃圾遠端制動,如果可以驗證成功或將在不久後正式亮相。