一探究竟！中國空間站首組“全身像”是如何誕生的

今天，中國載人航天工程辦公室發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為背景的空間站組合體全貌圖像，也是中國空間站的第一組全構型工作照。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！

北京時間2023年10月30日20時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，通過飛船繞飛完成了以地球為背景的空間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？

以地球為背景的空間站組合體全貌示意圖

精準定位：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，這個視角有別于此前飛船相機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對接口分離撤離至200米停泊點，然后利用繞飛的“絕活”，飛至空間站前方停泊點，再從前方停泊點繞飛至后方停泊點，而拍攝的時機就選擇在從空間站前方向后方繞飛過程當中。

飛船繞飛拍攝空間站組合體路徑示意圖（標紅部分為拍攝區間）

繞飛，是指飛船環繞空間站的飛行，繞飛充分利用了相對運動的動力學特性，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動。繞飛功能非常重要，可以實現不同停泊點和對接口之間的轉移，從而改變飛船的對接方向。

得當視角：找到合適的角度

繞飛拍攝過程使用了飛船返回艙的舷窗，在飛船正常姿態飛行下，舷窗是分布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空間站的，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，通過下方舷窗進行拍攝，這就需要“太空全能舵手”——神舟飛船的制導導航與控制（GNC）系統大顯身手了。

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體180度，神舟十六號載人飛船的繞飛動作要復雜得多。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。

飛船繞飛后正飛反向脈沖示意圖

整個繞飛過程中，為了精確控制飛船和空間站的相對運動軌跡，必須盡可能地讓飛船的頭部朝著空間站，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干預的同時，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于中繼衛星測控區內，便于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，為了確保航天員安全，繞飛全程飛船不能進入空間站禁飛區，必須時刻遵循“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，飛船的每一個動作，都離不開科研團隊的精心策劃、精確設計、精準實施。你是否對組意義重大的“全身像”有了新的認識？未來，期待更多令人心動的空間站工作照，讓我們為科技與人類的完美協作喝彩。

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站 圖片編輯：笪曦

來源：作者：中國載人航天