4月5日19時14分，此前停靠于國際空間站和諧号節點艙軸向對接口的SpaceX公司堅韌号載人龍飛船在經過四十多分鐘的機動飛行後，成功靠泊和諧号節點艙天頂方向側向對接口，完成了該型飛船首次載人狀态下的轉位對接任務。

載人龍飛船“堅韌号”

堅韌号在“太空搬家”之前四名宇航員也進入到了載人龍飛船返回艙内，對接過程一旦出現故障他們可以乘坐此飛船返回地球，畢竟如果損失一艘飛船這四名宇航員就沒有了回程的航班。

實施轉位對接是因為要為計劃于4月下旬發射的新一艘載人龍飛船騰出軸向對接口，完成轉位對接後堅韌号也将于4月下旬與國際空間站分離返回地球，騰出的天頂方向對接口将為今年6月到來的貨運龍飛船做好準備。

和諧号節點艙

載人龍飛船之所以要在國際空間站閃轉騰挪主要是因為可用對接口數量隻有兩個，一個是最為穩妥可靠的軸向對接口，它是載人龍飛船的優選對接通道。另一個是工作量較大的天頂方向側向對接口，此次堅韌号搬家的位置就在此處。

6月計劃發射的貨運龍飛船是載人龍飛船的貨運改型，不同于以往貨運龍飛船隻能依靠機械臂輔助對接，新貨運龍飛船可以擺脫機械臂支持，進而直接對接和諧号節點艙天頂方向側向對接口。

載人龍飛船對接（畫面有加速）

話說重達420噸的國際空間站難道就隻有兩個對接口？非也，目前該站仍在使用的對接口有8個之多，這一數量在可預見的未來沒有其他空間站可以超越，那麼為什麼載人龍飛船還需要如此大費周章呢？

主要有兩點原因，一是國際空間站雖冠名國際，實際上卻是各自為政，對接口技術标準差異極大。

國際空間站用于連接載人航天器的對接口有6個，分别是星辰号服務艙尾段軸向對接口、星辰号小柱段前端對地方向的碼頭号對接艙、星辰号小柱段前端天頂方向的微型實驗艙1對接口、曙光号核心艙小柱段前端對地方向的微型實驗艙2對接口，以及和諧号節點艙軸向與天頂方向兩個對接口。

星辰号與曙光号兩艙段飛船對接口

前四個均為杆錐式對接口，隻能供俄制聯盟載人飛船、進步貨運飛船使用，歐空局為遷就此對接方式不得不在ATV貨運飛船的設計中使用杆錐式對接口，美制現役載人航天器中并沒有杆錐式對接口，因此前四個對接口均無法用于連接龍飛船。

進步号貨運飛船的杆錐式對接裝置

和諧号節點艙軸向與天頂方向兩個對接口應用的異體同構周邊對接方案還是航天飛機時代的技術遺産，載人龍飛船與波音公司正在研發的CST-100飛船沿用了這一技術。

航天飛機異體同構周邊對接機構

另一個原因就是一個蘿蔔一個坑，除去上述6個對接口還有兩個貨運飛船專用對接口，分别是團結号與和諧号兩個節點艙的對地方向對接口，其對接通道内徑尺寸均為1.2米，與載人飛船的80cm對接内徑尺寸并不一緻，在沒有附加對接适配器的情況下，無法用于人員輸送任務，因此到頭來NASA在四百噸級國際空間站運營任務中的載人運輸條件還不如即将發射的百噸級天宮空間站。

對接于團結号節點艙的天鵝座貨運飛船

那麼，天宮空間站有沒有類似此次堅韌号載人龍飛船轉位對接的任務需求呢？

天宮空間站不同于國際空間站的門戶有别，其核心架構優勢是技術标準的高度統一，該空間站一期工程建成後有三個對接口，分别是天和一号核心艙大柱段尾段對接口、天和一号核心艙小柱段前端節點艙的軸向對接口與對地方向側向對接口。

天和一号核心艙大柱段尾段對接口

天和一号核心艙前端節點艙并沒有天頂方向對接口，因為此處是節點氣閘艙的航天員進出艙口，節點艙軸向對接口與對地方向側向對接口均有獨立的對接設備，載人飛船無論從哪個方向接近空間站，均可與後者直接交會對接。

通常情況下，天舟貨運飛船會在天和一号核心艙大柱段尾段軸向對接口對接，進行物資補給，最重要的是在此可以進行燃料在軌補加，同時核心艙節點艙另外兩個對接口也能接納貨運飛船對接。換句話說，天宮空間站所有對接口既能對接載人飛船也能對接貨運飛船，兼容性更強。

節點艙職能分工

天舟貨運飛船若要在節點艙對接就使得神舟載人飛船有了轉位對接需求，例如，天宮空間站在航天員乘組輪換期間，會有兩艘神舟載人飛船同時對接節點艙的軸向對接口與側向對接口，先期對接軸向對接口的神舟載人飛船撤離後，軸向對接口泊位空出，側向對接口還有一艘神舟載人飛船，天舟貨運飛船此時要對接節點艙側向對接口，就需要神舟載人飛船轉位對接于軸向對接口為天舟騰地。

鑒于天宮空間站各對接口更強的多任務兼容性，飛船轉位騰地的需求較少。天舟完全沒必要與神舟争搶對接泊位，在任務規劃階段大多可以前置部署規避此類問題，但即便如此我們還是未雨綢缪地做了萬全準備。

神舟八号異體同構周邊對接機構

在載人航天二期工程中我們前後總計實施了10次空間交會對接任務，神舟八号突破有無，與天宮一号目标飛行器先後實施了兩次無人自動交會對接；神舟九号突破有人手動交會對接技術，與天宮一号先後進行了一次自動交會對接與一次手動交會對接；神舟十号鞏固神舟九号成果，再次與天宮一号先後進行一次自動交會對接與一次手動交會對接；神舟十一号一次對接，旨在驗證航天員中期駐留能力；另外，還有天舟貨運飛船的三次對接。

在神舟十号任務臨近結束的時間段内，該飛船對天宮一号目标飛行器進行了繞飛交會試驗。具體方案如下，飛船從天宮一号撤離至安全距離後按預定程序變軌，從天宮一号上方繞飛至後方，爾後神舟十号由倒飛轉為正飛姿态，天宮一号則由正飛轉為倒飛姿态，随後神舟十号與天宮一号近距離完成交會試驗。

繞飛交會試驗在天舟一号貨運飛船任務中有進一步落實，由近距離交會升級為實際對接。

從天宮一号看神舟十号

此項任務程序即可用于飛船在天宮空間站節點艙軸向對接口與尾段對接口之間的轉位對接，也可用于飛船在節點艙對地方向側向對接口與節點艙軸向對接口之間的轉位對接。

我國空間交會對接技術可以說是人類航天的集大成者，之所以這麼說是因為此項技術融彙了多家方案優勢。

神舟載人飛船應用的對接方案與美制載人航天器一緻，對接口内徑均為80cm，兩家均為導向瓣内翻式異體同構周邊對接裝置，此種對接方案的優勢是追蹤航天器與目标航天器的對接機構完全一緻，便于實施太空救援任務，而這是俄制杆錐式對接裝置所沒有的優勢，在此基礎上我們又拓展了俄制聯盟飛船的快速對接功能。

發射聯盟飛船的聯盟号火箭

載人飛船由運載火箭發射入軌後通常需要繞地球運行2天後再實施對接任務，這是因為宇航員在進入太空6小時後會遭遇空間适應綜合征，大約需要48小時才能适應太空失重環境。

空間交會對接是一項極具挑戰的高難度太空科目，雖然自動交會對接技術已經很成熟，但手動控制仍然是保障安全的托底手段，因此需要航天員在身體機能上有充足的準備，以便在遇到危機情況時能夠準确應對。

手動控制依舊是交會對接的托底手段

對于航天員而言實施空間交會對接有兩個時間窗口，一個是入軌48小時适應太空失重環境後，要麼就是在入軌6小時内。就技術角度而言當然是越快越好，首先對航天員的體能需求更友好，另一方面也可滿足時間敏感性物資的上行運輸需求。

快速交會對接可以降低被太空碎片命中的概率，進一步提升任務安全系數，同時，還可以節省燃料，進一步增強飛船的軌道機動能力，可謂是好處多多。

快速交會對接并非21世紀的新技術，但确實是進入21世紀才發展成熟的載人航天核心技術。聯盟飛船先是攻克了4圈6.5小時快速對接技術，此技術一緻沿用至2020年的MS-16任務。之後又于去年在MS-17任務中再次突破2圈3小時快速對接技術。

聯盟MS-17載人飛船對接微型實驗艙2

航天器快速交會對接考驗的是飛船零窗口發射能力，在2天周期的交會對接方案中每天都有發射窗口，入軌軌道誤差可以在後續48小時左右的飛行時間内修正，而快速交會對接數天才有一個發射窗口。這就對發射場、運載火箭、飛船的零窗口發射準備情況提出了新要求，同時快速交會對接需要在數小時内修正入軌精度誤差，又對飛船的飛控系統提出了更高要求。

發射神舟載人飛船的長征2F運載火箭

我國載人航天二期工程10次交會對接任務的最後一次是由天舟一号貨運飛船實施，它與神舟飛船使用的是同款異體同構周邊對接裝置，用最少資金辦最大的事向來是我國航天的優良傳統，天舟一号作為天舟系列首發飛船不僅創造了人類貨運飛船的最高載荷比紀錄，同時也首次驗證并攻克了4圈6.5小時快速對接技術，使得我國空間交會對接技術一舉進入世界前列水平。

天舟一号6.5小時快速對接

今明兩年天宮空間站将進入高密度任務發射期，除三大主體艙段外，神舟載人飛船也将保持每年兩至三艘的高頻次發射，進入常态化運營階段每年也有至少兩艘神舟載人飛船與一艘天舟貨運飛船發射業務。

高頻次任務也意味着将有更多機會驗證新技術新能力，類似聯盟飛船最新具備的3.5小時快速對接技術我們也将很快掌握，而我們的發展加速度遠不止如此，除了單項核心技術的快速突破，還有總體能力的跨越式提升。

天宮空間站高密度任務即将開始

載人航天跨越式發展的焦點之一便是新一代載人飛船，該型飛船由返回艙與服務艙組成，是一款兩艙構型飛船，發射質量21.6噸，在去年5月5日長征五号乙遙一火箭首飛任務中成功實施了首飛任務，其意義堪比昔日的神舟一号飛船。

新一代載人飛船與載人龍飛船相比，我們的内部空間更大，除了可以搭載6至7名航天員執行近地軌道天地往返任務，還為實施深空載人任務提前做了後勤保障，返回艙内設計了專門的生活區，這是以往載人飛船所沒有的。

新一代載人飛船試驗船

載人登月領域，新一代載人飛船與波音公司的獵戶座載人飛船相比，雖然整體規模略有遜色，然而前者卻應用了具有世界領先水平的輕質碳基微燒蝕防熱材料，并在首飛任務中率先實現了近第二宇宙速度熱流數值條件下的倒錐體半彈道跳躍式再入返回，且實現了10.8環的高精度落地成績。

與俄制雄鷹号新一代載人飛船相比，我們已經首飛，他們還在地上。

雄鷹号新載人飛船還是模型狀态

遙想多年前載人飛船總師張柏楠立下“争取與國際同步推出新一代載人飛船”的宏願，如今我們不僅兌現了諾言，而且超額完成目标。

每當取得一些成績後不少人總喜歡感歎“天佑中華”，而在筆者看來從來沒有什麼天佑中華，有的隻是不斷地拼搏進取，唯有如此才能改寫曆史，才能從勝利走向新的勝利，因為我們一直在路上。

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