天舟5號發射與以往沒什麼不同，中國航天高密度發射，連文昌發射場觀看的觀眾都少了很挫，我國航天發射越來越多，粉絲們正在快速進入審美疲勞期，但即使就“天舟五號”這樣一次不起眼的發射，中國航天依然玩出了新花樣！

11月12日10點03分12秒發射，10點14分船箭分離進入預定軌道，12時10分成功對接於天宮空間站天和核心艙後向埠，此次任務中，首次實現了兩小時自主快速交會對接在軌空間站，創造了世界紀錄，此前對接空間站的最高紀錄是聯盟號MS-17飛船於2020年10月14日對接國際空間站，用時3小時03分！

天舟五號：除了5。2噸貨物，還有1。4噸燃料

天舟五號全長9米以上、最大直徑3。35米、質量13噸、最大上行貨物運載量達到了6噸，不過這次任務中貨物只裝了5。2噸，還有0。8噸的地方還空著？其實不是，因為貨物+包裝體積比較大，很多貨物間的空隙無法利用，所以這0。8噸就給“浪費”了。

而且除了這5。2噸貨物外，還有1。4噸燃料！難得為空間站送一次貨物，這燃料也得補給一下不是嗎？但很多航天愛好者一定都瞭解，天宮空間站已經裝上了霍爾推進發動機，這種發動機屬於離子推進器，使用的“燃料”是液氙，這是一種惰性氣體，一年都用不了1。4噸“燃料”，而此次天舟帶上去的卻是正兒八經的燃料，是能燃燒的！

為何有了離子推進器，還要給空間站送化學燃料？

答案是這樣的，這些燃料部分是天舟五號自己用的，有多餘的才會注入空間站的燃料罐，還有像國際空間站這樣的，貨運飛船和載人飛船在分離返回前還會開啟火箭將空間站推到一個更高一點軌道，省得空間站自己還要消耗燃料來維持軌道。

天舟五號在發射9分鐘後進入預定軌道，相信很多朋友都不知道這個預定軌道是什麼意思，筆者就給出個天舟五號預定軌道的引數：遠地點240千米，近地點200千米，軌道傾角為41。5°，如果大家熟悉空間站軌道資料：381 x 394 千米， 41。5°，除了軌道傾角一樣，高度差別也太大了。

這個所謂的預定軌道就是天舟五號的臨時軌道，剩下就是靠天舟五號的發動機點火變軌追上空間站，然後與之對接，從200 x 240千米的軌道爬升到381 x 394 千米需要消耗大量的能量，這就是帶這些燃料的目的。

當然還有多餘的燃料也會注入天宮空間站的燃料罐，因為天宮雖然有了離子推進發動機，但那個發動機的推力只有4 x 80毫牛，這個推力只能用來維持軌道，至於因發射需要的調相機動和躲避太空垃圾的臨時變軌，只能透過大推力的化學火箭發動機來實現。

在天和核心艙上就配備了4臺2500N軌控發動機，推進劑為甲基肼（MMH）/四氧化二氮（N2O4），每次天舟貨運飛船上太空時，也會帶一些推進劑，定期給空間站補加，這次天舟五號的多餘推進劑，就會進入天和號核心艙的燃料罐。

兩小時快速交會對接空間站：創造世界紀錄！

飛船與空間站對接我們已經看了太多次，大家已經覺得稀鬆平常，似乎一切都順理成章，但事實上過程還是挺複雜的，比如天宮一號目標飛行器在軌期間與神舟八號對接，飛船是在2011年11月1日清晨05：58：10秒430毫秒發射的，而對接則在11月3日凌晨1時36分完成，將近40個小時，原因有多個，除了是第一次對接，各種狀態都要觀察以外的另一個因素就是神舟八號的變軌持續時間也很長。

從神舟八號到神舟十一號，時間逐漸變短，最終到了神舟十二號，對接時間從過去的接近2天到一天多再到十二號的6。5小時，這是因為此前都是飛船去追空間站，雖然兩者高度相差不大，但相位差別很大，這個一追時間花多了去。

軌道的相位這個不太容易理解，航天器軌道除了近地點高度和遠地點高度以及傾角以外還有一個相位，如果相位不一樣，即使其他引數一樣，那麼兩個航天器也只能“平行”執行，所以航天器對接必須要嚴格調整到“同軌”，也就是兩者的相位需要一致。一般來說，有兩個方式可以調整：

1、空間站調相機動；

2、飛船發射變軌操作；

空間站調相機動就是將空間站軌道調整到飛船發射軌跡一致的相位上，等到空間站的星下點與發射地重合，然後在空間站星下點抵達發射地前發射飛船，那麼發射上天的飛船加速提升軌道後剛好與空間站同軌道，執行對接，這就是快速對接的關鍵。

軌道星下點會隨著時間不斷變化

天宮空間站一天繞地大約15。6圈，這個並不是一個整數，頭一天經過時和第二天經過時星下點會移動的，下一次重複即使按百公里誤差算也得二十幾天才能回到同一個點，而調相就是讓這個星下點趕緊回到同一點

為了快速對接，空間站需要調相機動，而飛船也要零視窗發射，調整：11月4日晚上，中國空間站 （CSS） 完成天舟五號發射前的首次調相機動，近地點升高約2。7公里，遠地點升高約8。8公里，目前執行在382。458 km × 395。087 km × 41。4756º的近地軌道上

天舟五號貨運飛船的發射時間則為北京時間11月12日10：03：10前後，發射時相位差約為-15º（CSS過境4分鐘前發射）。這就是零視窗，等天宮空間站過境前發射，起飛後的火箭將天舟五號貨運飛船送入軌道，飛船發動機接力將飛船推至與天宮對接，這就沒有了節省了大量時間，可以將對接時間大幅縮短。

兩小時快速交會對接空間站：真創造世界紀錄了嗎？

估計很多朋友都發現央視新聞稿子中這個“創造世界紀錄”的描述了：

大家對這個說法頗有微詞，原因很簡單，因為在1968年4月15日，前蘇聯的宇宙-213和頭一天發射的宇宙-212在發射46分鐘後就對接成功，這個46分鐘創下了發射後對接的最高速度，但是對接卻不是2小時就是3小時，甚至還有6。5小時，為什麼不能比46分鐘更快一點麼，50多年前都能46分鐘，現在能更快一點嗎？

快速對接：到底是快點好還是慢點好？

先給出答案，慢了不行，但快了也不行，而是要一個剛剛好的時間！原因其實挺簡單的，時間太長的話，這宇航員窩在狹小的飛船中得1-2天，不僅心情非常壓抑，而且“生活起居”沒法展開，特別是生理問題處理起來還是很麻煩的，因此大家都想快一點解決這個麻煩的問題。

那麼快一點難道也有問題嗎？比如前蘇聯的宇宙-213和宇宙-212對接46分鐘搞定，其實這樣也不太行，因為這會帶來更多的問題，比如入軌精度要求很高，對測控和定軌提出了更高的要求，另外入軌後兩者相距過近，調整時間太短（宇宙-213和宇宙-212入軌後相距僅25千米），“直接交會對接”的代價還是挺大的：

1、對入軌精度控制要求很高：一旦入軌誤差比較大，反而需要更多的燃料來控制彌補對接；

2、發射視窗受到限制：要求飛船和空間站相位角偏差小，提高了軌道調整和交會策略的設計難度；

3、對火箭、飛船以及空間站的整體可靠性提出了更高的要求；

當年前蘇聯的這次46分鐘對接成功率只有70%，簡直就是玩心跳，大毛就是猛，要是美國絕對不幹。不過美國人也不是沒幹過這種被稱為“直接交會對接”的方式，1966年9月12日，美國雙子星飛船發射僅94分鐘以後就和阿金納上面級對接！美蘇都意識到這種對接風險大、成本高，作為載人飛船完全沒必要冒這個險。

此後前蘇聯在禮炮空間站的建設和維護階段，載人飛船從發射到對接的時間一般都在12-15小時左右，美國也不甘落後，在天空實驗室-2和天空實驗室-4號兩次任務中，阿波羅飛船分別在發射後約8小時26分和約7小時54分和天空實驗室完成對接，而在太空梭時代，這個時間甚至被拉長到40小時以上，主要是考慮到宇航員剛上天時身體不適應，在30~40小時人體適應了對接顯然安全性更高。

不過隨著技術與訓練的進步，對接時間又開始漸漸縮短，國際空間站建設後，對接時間基本都在6。5小時、飛船繞行地球4圈後對接的時間範圍內，不過這個時間也不一定，比如聯盟號在2012~2013年間的對接時間都在5。5小時~6小時之間：

2020年10月14日，“聯盟MS-17”載人飛船在發射後3小時零3分成功與估計空間站完成對接，創下了與空間站對接的記錄，而天舟五號則在2022年11月12日重新整理了這個記錄，其實央視新聞也沒說錯，對接空間站的記錄中確實是2小時最快，但對接這個技術，無論與飛船還是空間站不都是一樣的麼？還非得分開了設定賽道，似乎有點矯情了，我們不在乎這個世界第一，而是實實在在的幹好自己的事情。