航天員 “太空快遞”已送達！“天舟二號”與“天和核心艙”完成交會對接
2021年5月30日5時01分天舟二號貨運飛船與天和核心艙后向端口對接完成，并轉(zhuǎn)入組合體運行階段。此時天宮空間站在軌規(guī)模由20噸級升級至30噸級，標志著我國載人航天事業(yè)又一全新節(jié)點的到來。
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天和核心艙視角看天舟二號對接
從29日20時55分點火起飛至30日5時01分完成交會對接，歷時8小時6分鐘，整個對接過程十分順暢，比預定對接時間更早，這是因為事先準備的時間余量完全用不上。
天舟二號入軌時刻與天和核心艙的距離大致是2000公里，經(jīng)過兩圈飛行后抵達天和核心艙后方約50公里處，這是“遠距離導引段”。
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天舟二號與長征七號遙三火箭分離
緊接著就是尋的段飛行，經(jīng)過半個周期飛行后抵達天和核心艙后方5公里停泊點。由此再接近至400米處是接近段，至200米處直至對接環(huán)接觸前是平移靠攏段。尋的段、接近段、平移靠攏段統(tǒng)稱為“自主控制段”。
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平移靠攏段
天舟二號對接環(huán)與天和核心艙后端通道對接環(huán)接觸開始進入“對接段”，期間完成捕獲、緩沖、拉近、鎖緊四個節(jié)點任務，進而形成組合體剛性連接。
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交會對接靶標
此次交會對接被認為是全自主交會對接方案的首次實戰(zhàn)任務應用，因為早在4年前天舟一號就曾與天宮二號空間實驗室進行過快速交會對接技術驗證任務，顧名思義那次只是一次技術驗證任務，并不是由發(fā)射起飛到對接的完整任務流程。
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天舟一號貨運飛船
那么，什么是全自主快速交會對接呢？國際上聯(lián)盟系列與進步號兩型飛船也曾數(shù)次執(zhí)行快速交會對接任務，其中聯(lián)盟飛船更是創(chuàng)造了3小時快速對接紀錄。他們的快速交會對接與我們相比又有什么不同呢？
聯(lián)盟系列與進步號應用的快速交會方案離不開地面引導干預，而天舟號貨運飛船率先提出基于絕對定位數(shù)據(jù)的快速交會對接自主導航與制導方案，解決了依靠地面定軌、計算、注入時 間長難以實施快速交會對接的難題。
天舟二號發(fā)射入軌約半小時后于當夜九點四十分左右進入全自主模式，并隨即展開了第一次自主變軌，整個對接過程總計實施了6次自主變軌。
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天和核心艙機械臂清晰可見
載人航天工程副總設計師王忠貴披露，這一次是我們第一次采用自主快速交會對接，那么這次的成功就意味著我們突破了這個自主快速交會對接技術，以后不論是貨船還是載人船都將成為一種常態(tài)采用這種技術。這次的成功為我們接下來的神舟12號載人飛船奠定了非常好的基礎，那么正常情況下，我們神舟十二也要采用這種方式進行快速交會對接，這對航天員來說是非常好的，時間縮短了，不用在飛船上等兩天了，6個小時就可以到達它的目的地。
實際上四年前天舟一號驗證的就是4次變軌6.5小時快速交會對接技術，由于那次發(fā)射并不是完整的技術驗證，而且遠距離導引還需要地面干預。
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從天舟二號看天和核心艙
天舟二號與之相比自主能力進一步增強，添加了遠距離自主導引功能，此項功能得以實現(xiàn)的關鍵在于北斗導航系統(tǒng)輔助近地軌道航天器獲取空間位置信息的能力，由衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供天舟二號與天和核心艙的實時位置信息，進而實現(xiàn)遠距離、全自主的導航計算與制導控制。
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北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)
既然是新技術進一步的實戰(zhàn)任務驗證就是必要的，因此在自主變軌次數(shù)的設計上就要盡量保守一些。變軌次數(shù)越少越精準，對接耗時才能更短。隨著后續(xù)任務陸續(xù)鋪開，全自主交會對接的用時也會越來越短。
有了全自主交會對接技術后地面測控人員干什么呢？此時他們的職責主要是監(jiān)視，通過天舟二號與天和核心艙天基測控天線與天鏈中繼衛(wèi)星形成星間鏈路，進而將對接過程信息完整地實時傳輸給指控中心。
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