今天，中國載人航天工程辦公室發(fā)布了中國空間站組合體全貌的高清圖片，這是我國首次在軌獲取以地球?yàn)楸尘暗目臻g站組合體全貌圖像，也是中國空間站的第一組全構(gòu)型工作照。大家也許會好奇，這組照片是怎么拍攝的呢？今天就跟我們一起探秘空間站“全身像”的拍攝過程吧！

北京時(shí)間2023年10月30日20時(shí)37分，神舟十六號載人飛船與空間站組合體成功分離。分離后，神舟十六號航天員手持高清相機(jī)，通過飛船繞飛完成了以地球?yàn)楸尘暗目臻g站組合體全景圖像拍攝。而要從飛船拍攝空間站，必須滿足哪些條件呢？

以地球?yàn)楸尘暗目臻g站組合體全貌示意圖

精準(zhǔn)定位：去到合適的地方

要拍攝空間站，最好的視角是在空間站上方，這個(gè)視角有別于此前飛船相機(jī)拍攝的同一平面的全景，能夠更好地展示空間站的全貌。如何去到合適的位置呢？神舟十六號載人飛船首先從空間站徑向?qū)涌诜蛛x撤離至200米停泊點(diǎn)，然后利用繞飛的“絕活”，飛至空間站前方停泊點(diǎn)，再從前方停泊點(diǎn)繞飛至后方停泊點(diǎn)，而拍攝的時(shí)機(jī)就選擇在從空間站前方向后方繞飛過程當(dāng)中。

飛船繞飛拍攝空間站組合體路徑示意圖（標(biāo)紅部分為拍攝區(qū)間）

繞飛，是指飛船環(huán)繞空間站的飛行，繞飛充分利用了相對運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性，通過施加特定的脈沖控制，從空間站看去飛船將沿著橢圓軌跡繞空間站運(yùn)動(dòng)。繞飛功能非常重要，可以實(shí)現(xiàn)不同停泊點(diǎn)和對接口之間的轉(zhuǎn)移，從而改變飛船的對接方向。

得當(dāng)視角：找到合適的角度

繞飛拍攝過程使用了飛船返回艙的舷窗，在飛船正常姿態(tài)飛行下，舷窗是分布在返回艙的左右兩側(cè)，以此姿態(tài)飛躍空間站時(shí)，航天員是不能從舷窗中拍攝空間站的，因此要想找到合適的拍攝角度，飛船必須進(jìn)行一個(gè)滾動(dòng)姿態(tài)調(diào)整，讓舷窗變成一上一下，通過下方舷窗進(jìn)行拍攝，這就需要“太空全能舵手”——神舟飛船的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)大顯身手了。

相對于此前神舟十號載人飛船“平移”式繞飛，和神舟十二號載人飛船繞飛過程中水平轉(zhuǎn)體180度，神舟十六號載人飛船的繞飛動(dòng)作要復(fù)雜得多。為了能讓舷窗對著地球，飛船需要在繞飛過程中完成大幅度的滾動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。

飛船繞飛后正飛反向脈沖示意圖

整個(gè)繞飛過程中，為了精確控制飛船和空間站的相對運(yùn)動(dòng)軌跡，必須盡可能地讓飛船的頭部朝著空間站，GNC系統(tǒng)要兼顧特殊姿態(tài)下中繼天線與中繼衛(wèi)星的鏈路鏈接，確保地面能夠監(jiān)視和干預(yù)的同時(shí)，控得準(zhǔn)控得穩(wěn)。

此外，還需要滿足幾個(gè)約束條件確保拍攝順利地進(jìn)行：一是測控約束，繞飛的關(guān)鍵弧段要位于中繼衛(wèi)星測控區(qū)內(nèi)，便于地面對飛船進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和控制；二是光照約束，拍攝過程要在光照區(qū)內(nèi)進(jìn)行，光照角度也需要精心設(shè)計(jì)，確保拍出的照片具有完美的光照條件；三是安全距離約束，為了確保航天員安全，繞飛全程飛船不能進(jìn)入空間站禁飛區(qū)，必須時(shí)刻遵循“安全第一”的原則。

俯視角度下拍攝空間站組合體示意圖

為了拍好空間站和地球“母親”的完美合影，飛船的每一個(gè)動(dòng)作，都離不開科研團(tuán)隊(duì)的精心策劃、精確設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)實(shí)施。你是否對組意義重大的“全身像”有了新的認(rèn)識？未來，期待更多令人心動(dòng)的空間站工作照，讓我們?yōu)榭萍寂c人類的完美協(xié)作喝彩。

欄目主編：秦紅 文字編輯：宋彥霖 題圖來源：中國載人航天官方網(wǎng)站 圖片編輯：笪曦

來源：作者：中國載人航天