19倍子彈速度隔空制動！不合作就抓你，又一個國家級大獎出爐

近日，一年一度的科學技術獎勵大會於本月11日隆重召開，象徵著我國科技界最高榮譽的國家級獎項成果相繼出爐。獎項設立至今已有數以千計項目獲得不同等級獎項表彰，獎勵評選標準之高為國內之最，成果含金量也是一年更勝一年。例如，本文提及的航天科技集團八院803所牽頭的「主動碎片清除微納GNC系統技術」即便已經達到全球領先水平，但也只能摘得國家技術發明二等獎。

主動碎片清除微納GNC系統技術屬於航天器控制領域基於微納衛星的大碎片主動清除技術，解決了微納衛星資源受限下的翻滾碎片測量、逼近與捕獲控制問題。項目成果已經成功應用於試驗七號空間維護科學實驗飛行器、TW-1空間碎片清除技術驗證飛行器，全面提升了我國空間碎片軌道清除能力。

主動碎片清除微納GNC系統技術是航天器空間交會對接技術的進一步延伸與再發展，我們可以將該技術與航天器空間交會對接統稱為「航天器在軌捕獲技術」。

航天器在軌捕獲可以分為「合作目標捕獲」與「非合作目標捕獲」，為了掌握這一尖端空間技術我們早在2008年就已經開始行動，那一年我國太原衛星發射中心使用長征四號乙運載火箭發射了實踐六號03A衛星，該衛星官方公開使命是進行空間環境探測、空間輻射環境及其效應探測、空間物理環境參數探測，以及其他相關的空間科學試驗。

猶抱琵琶半遮面的籠統官方介紹並不足以讓我們認識到實踐六號03A衛星的具體價值，而兩年之後酒泉衛星發射中心由長征2號丁運載火箭發射的實踐12號則公開了謎底。

入軌之後的實踐12號進行了一系列的軌道機動，俄羅斯航天愛好者根據北美防空司令部發布的軌道數據得出結論認為，該衛星與兩年前發射的實踐六號03A衛星在非常危險的距離高度逼近，且逼近次數不止一次，而是接二連三的逼近，說明這是在軌驗證航天器交會對接技術，目的是為天宮一號目標飛行器的交會對接任務進行技術驗證。

天宮一號目標飛行器與天宮二號空間實驗室是我國載人航天工程二步走計劃所屬航天器，先後與神舟8號、9號、10號載人飛船，以及天舟一號貨運飛船進行軌道交會對接，對接總次數6次，突破了自動交會對接、手動交會對接、多方向對接全套對接技術，此類對接也被稱為「合作目標對接」，意思就是對接雙方有數據交互渠道，而非合作目標對接則沒有雙向數據交互，因此難度更高。

榮獲2019年度國家技術發明二等獎的「主動碎片清除微納GNC系統技術」就是在軌捕獲非合作目標的核心技術。

航天科技就像是硬幣的正反兩面，一面可以用於民用航天與空間科學任務，另一面也可以用於國防任務。而在軌捕獲非合作目標技術既可用於清除軌道碎片，也可用於抓捕它國航天器。此類航天器不僅沒有雙向數據交互，也沒有可供航天器對接的對介面，因此需要空間機械臂實施抓捕行動。

我國非合作目標捕獲技術與合作目標捕獲技術是同步推進發展，完整應用「主動碎片清除微納GNC系統技術」的航天器「試驗七號」已於2013年7月20號升空，該衛星也是我國空間機械臂的探路先鋒，這是一顆由子母雙星組成的航天器，先由母星釋放子星，爾後母星機械臂抓捕子星完成機械臂在軌驗證任務。

此後，在2016年6月25日文昌航天發射場長征七號運載火箭首飛任務中，主載荷遨龍一號也隨之發射入軌，該航天器不僅是我國更是全球第一個在軌驗證抓捕非合作目標（空間碎片）的航天器，搭載有一台由航天科技集團運載火箭技術研究院研製的高精度六自由度空間機械臂，它可以對碎片目標進行跟蹤、測量、識別、抓捕全套動作，創造了國際首次抓捕空間碎片任務紀錄，該機械臂也因此獲得了2016年度國際質量創新大賽一等獎。

高精度六自由度空間機械臂的應用意味著我國擁有了超越美國X-37B太空梭在軌捕獲能力的關鍵裝備，站在清除太空碎片道義制高點的遨龍一號在戰時也可以抓取非合作目標航天器。

在掌握一系列國際頂級在軌捕獲技術背景下，中國航天人並沒有停下前進的腳步。近日，航天科技集團一院又披露了一項應用電磁感應原理的在軌捕獲技術。

該技術實施具體策略是在航天器上安裝通電線圈，再配備一個低溫製冷裝置，對準相當於19倍子彈速度的太空垃圾在不直接接觸條件下，使其逐漸停止轉動進而減速，就像是隔空制動一樣踩了一腳剎車，然後再使用空間機械臂完成在軌捕獲操作。目前該項目已經完成電磁渦流消旋技術機理分析驗證，接下來將進行地面驗證、飛行驗證，一旦完成此項技術研發則意味著我國在軌捕獲技術又邁上了一個全新台階，成為該領域的全球引領者。

今年中國航天第四季度實施的嫦娥五號月球採樣飛船將創造無人自動交會對接的全新紀錄，它將在38萬公里級月球軌道進行無人自動交會對接操作，而這是此前美蘇都不曾掌握的技術（阿波羅登月飛船是有人手動交會對接，並非無人自動交會對接）。

近年來我國在科技創新領域的突破與成就正在撼動大洋彼岸此前無可爭議的老大地位，英國《自然》雜誌日前發布數據證實，中國科技研發支出正以極快速度接近美國，且年均增速是美國的3倍以上，雄厚的資金支持加上龐大的科研人才團隊，二者結合將引起科技成果的鏈式反應，未來不可限量。

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