本次任务在飞船、火箭和发射场等多个系统，均有新亮点。

陈承;王峰

　　这是个不一般的黎明。

　　11月1日清晨，四川省西昌市西北约65公里处的大凉山峡谷腹地，正静静等待变化。

　　按照计划，当天5时58分，长征二号F遥八火箭运载着神舟八号一飞冲天，去追逐已在天际等待月余的“天宫一号”。

　　火箭点火发射，飞行约584秒后船箭分离，继而飞船进入近地点约200公里、远地点约330公里的初始轨道，并在两天内完成与天宫一号目标飞行器交会对接。

　　对接“要求飞船在位置、速度和姿态上都要控制好，使得‘神八’和‘天宫一号’之间的横向误差不能超过18厘米，相对速度不能超过每秒0.2米。”中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志副主编庞之浩对本报记者说。

　　此间“神舟八号”将与 “天宫一号”进行两次空间交会对接试验，如若成功，则表明我国将突破航天器自动交会对接技术。而该任务的突破，直接目的将是服务于建立中国第一个太空实验室乃至远期的太空站，这也是我国载人航天工程第二步发展中的最关键一步。

　　为此，本次任务在飞船、火箭和发射场等多个系统，均有新亮点。而所有的突破，都只为“神八”与“天宫一号”实现对接的那一瞬。而这一瞬也将在中国长达半个世纪的问天之旅中刻下不浅的印记。

　　高精度对接

　　10月31日上午，中国载人航天工程新闻发言人武平在发布会上提到，神舟八号飞行主要任务之一是：与天宫一号目标飞行器，进行我国首次航天器空间交会对接试验。

　　而这也被众多天文爱好者认为是牛郎织女的关键相会。

　　此次相会所为何事，庞之浩打了个比方。“天宫一号”相当于一个小房子和简易空间实验室，它不能天地往返，而是靠飞船；飞船也叫天地往返运输系统。通过对接，一是实验对接技术的精准；同时可以把人和货物送上去，进行一些实验。

　　而这更是为2020年我国建立真正的国际太空站打下基础。庞说，虽然太空站是开发太空资源的理想基地，但其缺陷是不能够天地往返，所以需要飞船来往运输人和货物，而运输抵达的前提就是二者在太空众多磁场引力等复杂因素干扰下的成功对接。

　　“交会对接有四个阶段，即地面引导、自动寻的、最终逼近和对接合拢”，庞之浩告诉记者，“后两个阶段是难度最大的，要求飞船在位置、速度和姿态上都要控制好，使得‘神八’和‘天宫一号’在交会对接时，彼此之间的横向误差不能超过18厘米，相对速度不能超过每秒0.2米。”

　　庞之浩分析说，太空中的大温差、强辐射等严酷环境，也考验着“神八”对接机构的可靠性。

　　而在神舟飞船起飞前十几个小时，“天宫一号”已经倒飞，等待与“神八”对接。

　　“所谓‘倒飞’，就是‘天宫一号’调转180度，与‘神八’相向飞行”，中国空间技术研究院研究员王壮告诉记者，“‘天宫一号’将保持每秒钟8公里的速度飞行，而‘神八’要陆陆续续点火，多次加速飞向‘天宫一号’”。

　　王壮介绍，整个试验最大的风险在于对接机构，“一套对接机构非常复杂，不但要接上，还要锁紧”。两艘飞船对接后，还要实现电、气、液路的连通。

　　除了要实现顺利对接，两艘飞船还要能顺利分离。“对接机构安装了火控装置，一旦分不开，就要把对接机构炸掉，否则航天员就回不来了”，王壮说。

　　庞之浩称，交会对接技术目前仅有美国和俄罗斯两个国家掌握。两者最明显的区别是，美国的交会对接技术在对接合拢阶段，采取人工控制方式；而俄罗斯则主要采用自动控制方式。

　　此次“神八”与“天宫一号”的交会对接，采取自动控制方式，不过庞之浩认为，这并不意味着“神八”的交会对接技术比美国或者俄罗斯更先进。

　　“自动控制方式和人工控制方式是互为备份的两种模式，一旦自动方式出现问题，就需要人工介入。因此，这次一旦‘神八’突破了自动交会对接技术后，明年即将发射的‘神九’和‘神十’就是为了突破人工交会对接技术。只有当我们完全掌握这两种方式后，才能认为神舟飞船的这项技术是成熟的。”

　　尽管技术紧密繁琐，背后的研发力量却很年轻。在神舟系列飞船历次成功发射的培育之下，承担天宫和神八科研任务的，是一个平均年龄31岁的团队。

　　“零窗口”发射

　　而为了实现飞船与天宫一号的关键对接，助推的火箭、发射场等系统也进行了技术升级。

　　庞之浩在接受本报记者采访时称，负责将“神八”送入太空的长征2F遥八型火箭，已针对这次任务做了大量改进，其中最重要的一项是，这枚火箭控制系统采用的制导方式，已从原来的摄动制导改为迭代制导。

　　庞之浩解释，所谓摄动制导，即火箭只按照事先由技术人员注入的飞行弹道参数进行飞行；而采用迭代制导后，火箭就可以根据当前飞行的速度、位置以及理想的入轨点，不断调整飞行轨迹。

　　“采用迭代制导后，火箭的入轨精度将显著提升，保障‘神八’精确地与‘天宫一号’进行对接”，庞之浩称。

　　长征2F系统火箭总设计师荆木春曾对此做过比喻，“家住五环路，工作单位在三环路。摄动制导给你规定好了具体路径，而迭代制导只是告诉你目的地，并不限制具体路径。”

　　发射场系统为这次“神八”发射任务，所进行的调整也较大。观众在收看“神八”发射直播时，所能感受到最明显的变化，就是负责点火的零号指挥员届时将不会手动按下电钮发射火箭，而由电脑自动控制发射。

　　“神七”发射时的零号指挥员郭忠来此前表示，“无论是人工点火，还是自动点火，0号指挥员的作用都是一样的，只是在0秒之后少了一个摁按钮的动作。”

　　庞之浩解读称，自动点火与人工点火之间存在的几秒种误差，正是这次“神八”发射极为重要的关键点之一。此次“神八”发射，采取“零窗口”发射模式，即发射时间将精确到秒；而此前神舟飞船发射时，一般有5-15分钟左右的调整时间。

　　“之所以要精确到秒，是为了确保‘神八’在入轨后，能够精准地与‘天宫一号’的轨道平面逼近，减少对‘神八’修正轨道时燃料的耗费”。庞之浩称，“如果‘神八’因故错过11月1日5时58分的‘零窗口’，那就不得不再等上两天，因为‘神八’要等待‘天宫一号’再次飞临发射点上空后，才能引来第二个‘零窗口’”。

　　对此，长征2F系统火箭副总设计师宋征宇此前在接受东方卫视采访时，也做了解读：“地球每24小时自转360°，折算下来，每秒地球自转角度为0.004°多，如果发射的时间差了一秒，地球就已经自转了0.004°，因此就会产生误差。误差虽小，但会使得‘神八’入轨后将与‘天宫一号’处在不同的轨道平面，产生了一定的轨道夹角，‘神八’因此将被迫使用更多燃料修正减少夹角。”

　　神八的历史使命

　　“从神舟八号开始，神舟飞船将基本定型，进入批量生产阶段。”飞船系统总设计师张柏楠此前接受新华社记者采访时透露。

　　天宫一号副总工程师何宇介绍，我国的载人航天发展，每一步都是一个新跨越。神舟五号解决单人单天上天返回；神舟六号多人多天上天返回；神舟七号实现太空出舱行走。而神舟八号和天宫一号要在太空中交会对接，就是要在高速飞行中平稳地连接成一个整体，从而形成我国空间站的雏形。

　　“神八”较之以往历次“神舟”飞船最大的改变，是首次安装了对接机构以及对接用敏感测量仪器。“神八”的对接机构负责与“天宫一号”进行结构合体，对接用敏感测量仪器作用帮助“神八”测量飞行速度和角度等参数，使得“神八”自动判断后，以稳定的姿态和相对缓慢的速度，与“天宫一号”交会对接。

　　“以后，神舟飞船将作为天地往返的运输工具使用”，中国空间科学研究院研究员王壮对本报说。

　　目前美国的航天飞机已经退役，曾两次爆炸，包括每发射一次高达5亿美元的成本令它不得不退出历史舞台。而相比于俄罗斯的联盟号飞船，“神舟飞船的容量更大，航天员在其中会更舒适”，王壮说。

　　航天飞机和联盟号飞船无不经历了数十次试验才最终定型，“我国仅仅发射8艘飞船就能生产制造成熟的天地往返运输器，这在世界航天史上是史无前例的。”张柏楠说。

　　“‘天宫一号’与‘神八’对接后，将主要由‘天宫一号’控制飞行，‘神八’更像是停靠，但也不能完全‘关机’，因为要保证飞船恒温等要求”，王壮告诉记者。

　　等到2020年前后，我国实现载人航天工程第三步，即建立永久性的空间试验室时，恰是国际空间站退役之时。

　　“目前无论是美国，还是俄罗斯都没有考虑建一个新的空间站，那就要看再过五六年有没有打算。”国际宇航科学院院士朱毅麟介绍。

　　王壮也介绍，中国空间站的规模还无法和国际空间站相比，“毕竟国际空间站是多国参与，我们还是要从自身经济实力出发，走自己的路”。

　　每次神舟飞船上天，都会搭载进行空间实验。据德新社报道，神舟八号飞船将携带一个德国科学家的试验装置。

　　德方携带的试验器包括一个恒温箱和一个离心器，里面装有植物、细菌以及人体免疫及神经系统的细胞，其中包括恶性肿瘤细胞。它们将在失重和强辐射的条件下，在外空度过近3周的时间。

　　这是中国飞船首次搭载外国试验装置，被美国航天专家评价为“政治上意义非常重大”。

　　为了“神八”与“天宫一号”那完美的瞬间对接，做出技术突破不只飞船、火箭和发射场三大系统，中国载人航天工程新闻发言人武平说，中国载人航天工程是“国家工程”，系统庞大，展示了“最有效的整合”。直接承担任务的科研院所有100多家。如果算上协作单位，共有十几万人参与到载人航天工程中来。

　　离开地面300多公里上空的对接，映射的是整个国家的影子。