【記者_許家源/雙北報導】
中國載人航太工程辦公室(28)日首次公布了中國太空站組合體的全貌高清圖片。這組照片是由神舟十六號乘組返回地面前手持高清相機通過飛船繞飛拍攝的，展示了太空站的全貌和組合體的構型。這是中國首次在軌獲取以地球為背景的太空站組合體全貌圖像，也是中國太空站的第一組全構型工作照。
北京時間2023年10月30日20時37分，神舟十六號載人太空船與太空站組合體成功分離。分離後，神舟十六號太空人手持高清相機，透過太空船繞飛完成了以地球為背景的太空站組合體全景影像拍攝。而要從太空船拍攝太空站，必須滿足哪些條件呢？
以地球為背景的太空站組合體全貌示意圖/航太科技集團五院總部、502所
精準定位：去到適當的地方
要拍攝太空站，最好的視角是在太空站上方，這個視角有別於先前太空船相機拍攝的同一平面的全景，能夠更好地展示太空站的全貌。如何去到適合的位置呢？神舟十六號載人飛船首先從太空站徑向對接口分離撤離至200米停泊點，然後利用繞飛的“絕活”，飛至空間站前方停泊點，再從前方停泊點繞飛至後方停泊點，而拍攝的時機就選擇在從太空站前方繞飛過程當中。
太空船繞飛拍攝太空站組合體路徑示意圖
（標紅部分為拍攝區間）/航太科技集團五院總部、502所
繞飛，是指飛船環繞太空站的飛行，繞飛充分利用了相對運動的動力學特性，透過施加特定的脈衝控制，從太空站看去太空船將沿著橢圓軌跡繞空間站運動。繞飛功能非常重要，可以實現不同停泊點和對介面之間的轉移，從而改變飛船的對接方向。
得當視角：找到適合的角度
繞飛拍攝過程使用了飛船返回艙的舷窗，在飛船正常姿態飛行下，舷窗是分佈在返回艙的左右兩側，以此姿態飛躍空間站時，航天員是不能從舷窗中拍攝太空站的，因此要想找到合適的拍攝角度，飛船必須進行一個滾動姿態調整，讓舷窗變成一上一下，透過下方舷窗進行拍攝，這就需要「太空全能舵手」－神舟飛船的導引導航與控制（GNC）系統大顯身手了。
相對於先前神舟十號載人太空船「平移」式繞飛，和神舟十二號載人太空船繞飛過程中水平轉體180度，神舟十六號載人太空船的繞飛動作要複雜得多。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和轉動動作。
飛船滾動90度調姿示意圖/航太科技集團五院總部、502所
也就是說，在分離撤離過程中，飛船姿態在垂直下方至前方繞飛時轉為倒飛，前方至後方繞飛時飛船轉為正飛，同時滾動90度調姿，以這個姿態掠過太空站進行拍攝，到達太空站後方時，姿態恢復正常，並施加一個反向的撤離脈衝，最終遠離太空站。
太空船繞飛後正飛反向脈衝示意圖/航太科技集團五院總部、502所
整個繞飛過程中，為了精確控制飛船和太空站的相對運動軌跡，必須盡可能地讓飛船的頭部朝著太空站，GNC系統要兼顧特殊姿態下中繼天線與中繼衛星的鏈路鏈接，確保地面能夠監視和介入的同時，控得準控得穩。
此外，還需要滿足幾個約束條件確保拍攝順利地進行：一是測控約束，繞飛的關鍵弧段要位於中繼衛星測控區內，便於地面對飛船進行狀態監視和控制；二是光照約束，拍攝過程要在光照區內進行，光照角度也需要精心設計，確保拍出的照片具有完美的光照條件；三是安全距離約束，為了確保航太員安全，繞飛全程飛船不能進入太空站禁飛區，必須時時遵循「安全第一」的原則。
俯視角度下拍攝太空站組合體示意圖/航太科技集團五院總部、502所
這組高清圖片的公開展示引起了廣泛關注。圖片中，太空站的組合體清晰可見，展現了中國太空站的規模和複雜性。這也是中國載人航天工程的重要里程碑，標誌著中國在太空探索領域的持續進步。
中國太空站是中國載人航天工程的核心項目之一，旨在建立一個可持續運營的太空實驗室。太空站將提供一個重要的平台，供航天員進行科學實驗、技術測試和太空應用等活動。中國太空站的建設將為中國航天事業的發展帶來新的機遇和挑戰。
這組高清圖片的公開展示，不僅讓人們更加了解中國太空站的結構和規模，也展示了中國在太空探索領域的成就。相信隨著中國太空站的建設和運營，中國將在太空探索領域發揮更重要的作用。
資料來源:中國載人航太工程網
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