哏都太尉
優質創作者
12月6日，嫦娥五號探測器的上升器與軌道器成功實現自動交會對接，並將月球樣本成功轉移至返回艙。這次是人類首次在月球軌道進行航天器的無人交會對接，這項技術將成為我國探索深空的一項利器，並具備重大的國防和戰略價值。
月球軌道的交會對接，由於距離地球遙遠，因此難度極高。而美國阿波羅載人登月計劃，其登月艙上升後與月球軌道上的命令艙的對接，是人類首次載人月球軌道對接。其對接難度大，軌道機動複雜，被譽為太空軌道芭蕾舞。在阿波羅交會對接過程中，人的智能發揮了重要作用。美國對宇航員的充分訓練，降低了對制導、導航與控制系統智能化要求。美國宇航員在不到2小時的時間內，操縱引導登月艙實現交會對接。
在阿波羅計劃過去50年後，人類沒有在月球軌道進行航天器對接。而這次我國嫦娥五號，不但是50年後又一次重新開始月球軌道對接，而且還是首次無人交會對接，這意味著需要制定高精度、高可靠，高安全交會策略，對嫦娥五號的制導、導航與控制系統的性能和智能化水平要求更高。首先月球軌道的要實現高精度的對接，就必須有高精度的入軌精度。例如嫦娥五號的上升器，要進入200公里的對接軌道，依靠的是地面基站的VLBI測距測速和甚長基線幹涉測量技術，來實現高精度的入軌。
其次在進入軌道後，上升器則要在地面VLBI測軌技術的輔助下，通過自身攜帶的可見光相機、雷達、激光高度計等探測設備，實現在月球正面和背面全天候對軌道器的引導接近。例如在正面可見光相機和雷達發揮作用，而在月球背面無光的時候，就要靠雷達和激光高度計發揮作用。最後這些相關信息通過上升器攜帶的計算機，解算出軌道精度和相對距離，最終實現成功交會對接。
實際在深空探測中，越來越減少對地面VLBI測控的依賴，而越來越依賴航天器自身的自主導航與控制技術。因為深空探測目標不止是月球，而且包括其他太陽系的行星。在探測火星、木星等更遠距離行星的時候，深空探測航天器的運行時間一般都比較長, 從幾年到十幾年, 有的甚至達到了幾十年, 在這麼漫長的時間中完全依靠地面測控實現航天器的導航和控制是不現實的，因此要具備自主導航與控制能力。而這其中最主要就是利用攜帶的光學設備，來進行自身定位和跟蹤對接目標。這些光學設備需要觀測太空星體來定位，同時還要確定要對接的目標。此外，一些更先進的導航技術還包括重力場計算和依靠脈沖星定位等。
除了導航和定位技術，航天器深空自動導航和交會對接，還涉及航天器的自主姿態控制和最後的捕獲和對接技術。姿態控制就是航天器通過電推或者化學推進劑等推動方式，實現變軌繞飛和姿態調整到達與目標對接的最佳位置。而捕獲與對接技術則包括完成航天器對接的主要硬件結構，包括傳動緩沖 、連接結構、及其他附件。這次嫦娥五號上升器和軌道器的對接，就使用了世界首創的抱爪式對接機構，實現了對接與自動轉移功能的一體化。
從小處來說，航天器無人自動定位導航和交會對接，對於航天器實施在軌檢查與維修和自動燃料加注，延長衛星壽命都有重大的意義。而且從航天攻防的角度看，航天器如果具備自動定位導航功能，就能躲避對方反衛星導彈的攻擊，同時還具備了近距離監視和破壞敵方衛星等多方面的能力。而從星辰大海的國家未來發展來說，航天器在深空的自動定位導航和交會對接，對於行星探索和太陽系資源開發，具有重要的意義。
起碼從登月角度看，美國阿爾忒彌斯計劃中的星門月球軌道空間站，實際就要應用航天器無人自動定位導航和交會對接技術。這次嫦娥五號上升器和軌道器的對接，就可以算是美國星門計劃的一個小演習。而對於未來探索火星甚至采集其它地外行星的資源，地外行星上空的軌道無人交會對接就更加頻繁，因為這意味著對航天員的依賴越來越低。而如果探索太陽系能實現智能化和無人化，那麼人類深空探索的成本會更低，頻率會更高。因此今天嫦娥五號在月球的一小步，堪稱我國走向深空探索開發的一大步。
