7月15日，由五院抓總研制的天舟九號貨運飛船發(fā)射成功，約3小時后，成功對接于空間站天和核心艙后向端口。“萬里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空，依然又穩(wěn)又準(zhǔn)，表現(xiàn)堪稱完美。
“萬里穿針”技術(shù)就是空間交會對接技術(shù)，空間距離跨度大、控制精度要求高，是載人航天、深空探測等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。早在我國載人航天工程立項之前，五院502所空間交會對接自主控制創(chuàng)新團隊便將目光投向未來中國空間站的建設(shè)，并率先開啟了這項核心關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。從基礎(chǔ)理論研究到關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，從方案設(shè)計實現(xiàn)到工程落地應(yīng)用，團隊將“萬里穿針”的奇跡變?yōu)楝F(xiàn)實，為我國載人航天、深空探測等重大工程的實施筑牢了技術(shù)根基，以實際行動踐行技術(shù)立院，推動中國在空間交會對接領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。
1986年，國家863計劃為中國載人航天工程按下了啟動鍵，502所的老一輩專家敏銳捕捉到空間交會對接技術(shù)的重要戰(zhàn)略價值，毅然踏上這條充滿未知的探索之路。 我國空間交會對接技術(shù)概念性探索和原理性實驗研究始于20世紀(jì)80年代末，楊嘉墀院士在黑板上鄭重寫下“空間智能自主控制”幾個大字，為團隊錨定了攻關(guān)方向；吳宏鑫院士帶領(lǐng)科研人員，用草紙和算盤逐行推導(dǎo)全系數(shù)自適應(yīng)控制理論，在簡陋的實驗室里開啟了漫長的技術(shù)攻堅。“那時沒有計算機仿真，我們就用手搖計算器一點點算軌跡，一張紙正反面寫滿都舍不得丟棄。”團隊老專家回憶道。 1999年，解永春接過技術(shù)攻關(guān)的接力棒，帶領(lǐng)團隊正式向空間交會對接技術(shù)發(fā)起全面攻堅。彼時，國際航天強國對核心技術(shù)實施嚴(yán)密封鎖，甚至在一次國際交流會上，中方技術(shù)人員因缺乏交會對接工程經(jīng)驗而被外方專家斥責(zé)為“幼稚”。面對技術(shù)壁壘與刺耳嘲諷，中國航天人心中卻燃起更熾烈的信念：“別人能做到的，我們不僅要做到，還要做得更出色！” 2002年，在國家載人航天二期工程交會對接任務(wù)立項前夕，502所成立了交會對接工程組，全面啟動交會對接制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制基礎(chǔ)理論方法研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及工程實現(xiàn)。工程研制初期，理論與工程應(yīng)用的銜接成為巨大挑戰(zhàn)，正如團隊所言：“難點不是不知如何解題，而是連問題都無法精確提出。”為攻克光學(xué)敏感器測量精度難題，團隊連續(xù)三個月駐守實驗室，反復(fù)調(diào)試參數(shù)；在突破相對位置和姿態(tài)確定技術(shù)時，他們繪制的工程圖紙堆滿整間辦公室，累計推導(dǎo)公式超萬條。 在神舟八號載人飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器首次自動交會對接飛行任務(wù)的準(zhǔn)備階段，距離任務(wù)實施僅剩3天，地面仿真試驗中飛船姿態(tài)控制突發(fā)振蕩現(xiàn)象，這一棘手難題令所有人寢食難安。關(guān)鍵時刻，解永春突破性地將其博士論文中的“黃金分割系數(shù)”理論應(yīng)用到飛船控制參數(shù)設(shè)計上，帶領(lǐng)團隊歷經(jīng)72小時不間斷的驗證優(yōu)化，最終成功化解危機，為我國首次交會對接任務(wù)圓滿成功奠定了堅實基礎(chǔ)。 2011年11月3日凌晨1時29分，神舟八號與天宮一號在太空成功“牽手”，這一歷史性時刻，不僅標(biāo)志著我國空間交會對接技術(shù)實現(xiàn)從“0”到“1”的重大突破，更意味著我國空間技術(shù)完成跨越式發(fā)展，成為我國載人航天事業(yè)發(fā)展歷程中具有劃時代意義的重要里程碑。當(dāng)對接成功的喜訊傳至控制大廳，現(xiàn)場瞬間爆發(fā)出雷鳴般的掌聲，團隊成員們相擁而泣。 隨著國際空間站建設(shè)和運營的深入，對交會對接任務(wù)頻次、可靠性、飛行時間等提出了更高的要求。2012年至2013年間，俄羅斯相繼實現(xiàn)貨運飛船、載人飛船與國際空間站的6小時快速交會對接。國外技術(shù)的迅猛發(fā)展給團隊帶來巨大壓力，考慮到我國未來空間站建造需求，團隊提出：“我們不能止步于現(xiàn)有成果，必須持續(xù)創(chuàng)新突破。” 2013年，神舟十號交會對接任務(wù)圓滿完成后，團隊便超前布局，開始了以全自主、快速為核心特征的交會對接新技術(shù)預(yù)先研究。依托前期技術(shù)積累，團隊從研制伊始便堅持立足自我、自力更生、主動作為，針對不同任務(wù)需求，構(gòu)建了多模式自主交會對接制導(dǎo)和任務(wù)規(guī)劃方法體系。 為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離自主快速交會對接，團隊基于運載火箭入軌條件，創(chuàng)新性提出兼具高適應(yīng)性與強容錯能力的技術(shù)方案。在一次關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中，團隊成員連續(xù)奮戰(zhàn)，對算法進行反復(fù)迭代優(yōu)化，最終突破傳統(tǒng)技術(shù)途徑，將原本依賴地面遙測遙控的復(fù)雜計算過程遷移至飛船自主執(zhí)行，使遠(yuǎn)距離導(dǎo)引效率大幅提升。 面對空間站建設(shè)與運營階段愈發(fā)高頻的交會對接任務(wù)需求，團隊全力投身于“初始全相位”技術(shù)突破上，致力于擴展方案對發(fā)射窗口的更高適應(yīng)性。為確保技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性，團隊累計開展3000余次模擬試驗，針對200余種極端工況開展深入剖析，并最終實現(xiàn)了飛船入軌時無論與空間站相位相差幾何，均能在規(guī)定時間節(jié)點精準(zhǔn)完成對接，真正意義上達(dá)成全天候發(fā)射，大幅提升了我國空間站任務(wù)執(zhí)行的靈活性與效率。 著眼于空間站多對接口的運營需求，團隊從系統(tǒng)工程的宏觀視角出發(fā)，提出了“近程中瞄點”為代表的錨點設(shè)定和時空折疊技術(shù)。該技術(shù)并非孤立的單點突破，而是一套涵蓋軌道規(guī)劃、導(dǎo)航控制、對接策略等多方面的綜合性解決方案，實現(xiàn)了空間站各對接口資源利用與任務(wù)執(zhí)行效率的全局最優(yōu)，為我國空間站后續(xù)拓展建設(shè)及長期穩(wěn)定運營筑牢了堅實的技術(shù)根基。 2017年，天舟一號貨運飛船首次在軌驗證了我國6.5小時全自主快速交會對接技術(shù)；2022年，天舟五號更進一步，以2小時全自主快速交會對接刷新了世界紀(jì)錄。這些突破性成就的背后，凝結(jié)著團隊無數(shù)個日夜的深耕細(xì)作與執(zhí)著付出。在天舟五號任務(wù)籌備期間，團隊累計攻克技術(shù)難題近百項，對核心設(shè)計進行了127輪迭代優(yōu)化。 時至今日，團隊累計成功完成36次在軌交會對接任務(wù)，實現(xiàn)了我國交會對接技術(shù)從無到有、從“手動駕駛”到“無人駕駛”、從“地面支持”到“全自主”、從長時到短時、從“單任務(wù)”到“多模式”的跨越式發(fā)展。這些突破不僅保障了載人航天、深空探測等國家重大工程的順利實施，更使我國交會對接技術(shù)躋身世界前列，成為國際航天領(lǐng)域“中國智慧”的閃亮名片。 三十余載歲月更迭，502所空間交會對接自主控制創(chuàng)新團隊孕育出獨具特色的傳承文化，老一輩航天人“敢啃硬骨頭，能坐冷板凳”的精神，如同一束永不熄滅的火炬，在代際傳承中照亮前行之路。團隊逐步構(gòu)建起“以老帶新傳經(jīng)驗、文化傳承聚共識、工程牽引強根基、實踐淬煉育英才”的立體化人才培養(yǎng)和管理體系，確保了組織隊伍的健康成長和創(chuàng)新能力的持續(xù)提升。人才培養(yǎng)成果豐碩，先后培養(yǎng)出多位學(xué)術(shù)帶頭人，多名骨干獲得中國載人航天工程、探月工程重要獎項。 隨著人才的成長，一批托舉未來發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展。502所依托空間智能控制技術(shù)全國重點實驗室，緊密圍繞航天器智能自主控制最前沿方向，建設(shè)了世界一流的航天器交會對接控制方案設(shè)計、系統(tǒng)研制、試驗驗證綜合實驗室，構(gòu)建了具有數(shù)字孿生、硬件在回路、天地一體、多層級驗證能力的綜合仿真驗證和在軌飛行控制支持系統(tǒng)，為我國航天器交會對接控制理論、方法和技術(shù)進行原創(chuàng)性、探索性、應(yīng)用性研究提供國際一流水平的研制保障條件。 隨著新任務(wù)立項，團隊中的青年力量不斷加入，他們在與空間交會對接相關(guān)的型號論證和工程研制工作中勇挑重?fù)?dān)，用青春和智慧續(xù)寫著中國航天的新篇章。
