解永春:深耕专业三十载 今朝筑梦天宫成.pdf
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1、66 中国科技奖励 CHINA AWARDS FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY奖励故事解永春:深耕专业三十载 今朝筑梦天宫成2022年11月30日,随着神舟十五号载人飞船与中国空间站成功完成全自主快速交会对接,中国首次实现空间站一期最大的三舱三船构型,以及6名航天员同时在轨驻留。天宫已竣,浑然天成,这一近百吨的大国重器历经十次在轨组装而成,背后离不开交会对接技术的支持。作为载人航天活动的三大基本技术之一,空间交会对接是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件,其复杂度高、精准度高、自主性要求高、安全性要求高,被形象地称为“万里穿
2、针”。解永春,中国自动化学会理事,国际宇航科学院通讯院士,现任中国航天科技集团五院资深首席研究员、502所科技委主任、空间交会对接领域技术首席,曾荣获2020年度国家技术发明奖二等奖。她三十年如一日,深耕空间交会对接制导、导航与控制技术研究,研究成果广泛应用于我国载人航天、探月工程等重大航天任务,推动和见证了我国自动、手动、自主快速交会对接技术的前行与发展。不甘人后,从无到有,艰苦攻关见证我国航天交会对接技术零的突破1966年,解永春出生于河北省秦皇岛市,就是在这一年的3月16日,美国的“双子星座”飞船,通过手动操作交会过程,与“阿金纳”目标飞行器对接,实现了世界上首次交会对接。在美国之后,前
3、苏联于1967年10月30日用不载人联盟号飞船完成了首次自动交会对接试验。随后,航天大国交会对接技术迎来了蓬勃发展的二十年。我国交会对接技术的研究始于20世纪80年代,相较于美国、前苏联等航天大国起步较晚,在“863计划”航天领域专家组首席科学家屠善澄先生的倡导下,502所林来兴、吴宏鑫、孙承启等研究员率先开始了相关控制概念方法的研究,但由于我国在相关技术基础的储备上几乎为零,其难度可想而知,是块难啃的“硬骨头”。也许是使命在身,解永春的成长轨迹与交会对接技术的发展轨迹最终汇聚到一起,让她与中国航天、与交会对接结下了不解之缘。1989年,解永春从清华大学电子工程系毕业后,来到502所攻读自动控
4、制专业硕士和博士学位,师从吴宏鑫院士。此时,正值中国载人航天工程立项之际,确定了三步走的发展战略,在第二步战略规划中,交会对接技术成为要突破的关键技术之一。1999年起,随着探索研究的深入,技术攻关逐渐进入可行性论证阶段,解永春研究员担任技术负责人。解永春2022.12 总第282期 67奖励故事从初步的理论研究到工程实现零的突破,有很长的路要走。“交会对接”技术有很多难啃的“硬骨头”,在这些“硬骨头”中,控制参数的设计更是难中之难。神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器对接,是我国航天史上第一次空间交会对接。可鲜为人知的是,在任务前一天,解永春团队的方案才获得专家评审通过。2011年年初,神舟八号
5、交会对接任务已经进入了倒计时。但恰在此时,随着仿真试验进程的推进,交会对接控制系统的技术问题不断暴露出来。在一次测试试验中,飞船姿态控制出现了振荡现象。飞船控制参数设计在理论和工程上都是难题,当时国内外都没有现成的解决办法,只有自主创新,才能解决问题。最终,在吴宏鑫院士的鼓励下,解永春把她博士论文中的“黄金分割系数”理论应用到飞船控制参数设计上。如今,不仅是神舟载人飞船、天舟货运飞船的交会对接,还有控制参数设计,都源于神舟八号时打下的良好基础。解永春回忆起项目起步时的艰辛时感慨万分,面对困难,她没有丝毫的退缩,而是坚持自主创新以突破重重困难与迷雾。“我很喜欢创新,航天器制导导航和控制系统代表了
6、一个国家的科研能力。当时的想法很简单,觉得不能让我们国家在这方面不如人。”正是这朴素的想法和敢啃硬骨头的精神,让解永春和她的团队坚持坐了十年的“冷板凳”,在经历了一次又一次设计方案的推倒重来、成千上万次的打靶仿真、讨论争吵时的面红耳赤后,我国的交会对接方案逐渐从模糊到清晰,工程实施方法也逐渐从概念到可行,整个交会对接过程实现了“看得见、对得上、分得开、撤得出”。2011年11月3日,在历时44小时之后,神舟八号和天宫一号成功实施首次交会对接,中国成为世界上第三个独立掌握空间自动交会对接技术的国家,解永春及其团队成功摘下了航天领域一颗璀璨的科技明珠。追求卓越,从有到优,持续创新驱动我国交会对接技
7、术走向前列凭借着解永春研究团队先期打下的良好基础,我国交会对接技术日趋成熟,载人航天二期交会对接任务迅速推进,从神舟九号到神舟十一号载人飞船,再到以全新平台亮相的天舟一号货运飞船,均圆满完成历次交会对接飞行任务。面对交会对接这一技术难题,解永春团队给出的中国答案以满分的成绩顺利通过数次大考。就在载人航天二期捷报频传之际,载人航天的传统强国俄罗斯在2012年和2013年相继实现了货运飞船和载人飞船与国际空间站的快速对接,从发射到对接全程仅需要6小时左右。相对于之前近2天时间,“快速”交会对接的优势非常突出:从人的角度,可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,使载人太空飞行变得更加舒适惬意;从任
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