軌道精算指引飛船九天外“穿針引線”

新華社北京10月19日電（記者 田兆運(yùn)、蔡琳琳）神舟十一號(hào)19日在距地面393公里的軌道高度成功完成與天宮二號(hào)的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這一過(guò)程中，地面科技人員是如何判斷變軌效果是否符合預(yù)期，怎樣準(zhǔn)確掌握飛船的軌跡并引導(dǎo)飛船和天宮進(jìn)行交會(huì)對(duì)接的呢？

作為飛控任務(wù)接力的第一棒，北京航天飛行控制中心軌道計(jì)算主任設(shè)計(jì)師張宇的崗位是在“船箭分離”開(kāi)始，快速準(zhǔn)確計(jì)算出飛船在茫茫太空中的位置，判別其是否成功入軌。

“飛船踏入太空那一刻，我們就要進(jìn)行精確定軌，知道它在哪里。”張宇說(shuō)，通俗講，精確定軌就是航天器在某一時(shí)刻的飛行軌跡，是橢圓軌道還是其他形狀，什么速度，通過(guò)計(jì)算都能知道。

影響參數(shù)的變量很多。張宇介紹，要達(dá)到航天任務(wù)的精度要求，不但要考慮航天器的幾何結(jié)構(gòu)和實(shí)際飛行姿態(tài)，還要綜合考慮空間環(huán)境的影響因素如高層稀薄大氣阻力、地磁指數(shù)等。

和以往幾次發(fā)射不同，這次張宇還要算出神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)的相對(duì)軌道關(guān)系，為之后的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接軌道控制提供決策依據(jù)，“每一次任務(wù)都有新的挑戰(zhàn)，我們也可能會(huì)碰到各種復(fù)雜的情況，針對(duì)各種情況都要做好預(yù)案”。

在確定飛船精確位置之后，預(yù)報(bào)崗位的科技人員開(kāi)始緊張忙碌起來(lái)。

“我們要計(jì)算出飛船每一秒鐘所處位置?！鳖A(yù)報(bào)崗位主崗顏華打了個(gè)比方，譬如風(fēng)箏在天上飛，軌道崗位確定了當(dāng)前風(fēng)箏的位置，我們就能計(jì)算出，接下來(lái)的每一秒風(fēng)箏會(huì)往哪里飛。

這次任務(wù)中需要攻破的一個(gè)重要“難關(guān)”，就是對(duì)天宮二號(hào)運(yùn)行軌道進(jìn)行精確預(yù)報(bào)。

對(duì)此，中心提出對(duì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行改進(jìn)，建立起更為精確的預(yù)報(bào)模型和參數(shù)。張宇說(shuō)：“這就好像要提前一個(gè)月進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)，還報(bào)得準(zhǔn)當(dāng)天是陰晴雨雪?！?/p>

同時(shí)，這次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，還需要重新設(shè)計(jì)遠(yuǎn)導(dǎo)控制策略。中心軌道室主任謝劍鋒告訴記者，這次神舟十一號(hào)任務(wù)中軌控比較多，在前面兩天就要對(duì)飛船進(jìn)行5次遠(yuǎn)距離導(dǎo)引使它順利飛到預(yù)定位置，這要求軌道控制達(dá)到很高的精度。

“航天器在太空中，它們的每一步動(dòng)作，都是由地面發(fā)出指令，因此地面必須清楚了解航天器當(dāng)前的狀態(tài)，并對(duì)全過(guò)程的軌道控制、姿態(tài)調(diào)整等心中有數(shù)，這就要求事先進(jìn)行規(guī)劃和控制?！敝x劍鋒介紹。

“航天器在天上的每時(shí)每刻，我們都要有人值守，把它在天上什么時(shí)間干什么算出來(lái)，而且要很細(xì)致地做驗(yàn)證。”謝劍鋒說(shuō)，數(shù)據(jù)注入給航天器是不能有任何差錯(cuò)的，地面隨時(shí)要做好應(yīng)對(duì)的措施。