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3日凌晨空中“接吻”

http://msn.finance.sina.com.cn 2011-11-02 05:40 来源: 东南快报

  1日5时58分,神舟八号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空。据介绍,神舟八号与天宫一号预计交会对接的时间是3日凌晨,届时两个飞行器正飞行在我国甘肃、陕西上空。

  交会对接为何选择在我国甘肃、陕西上空实现?据北京飞控中心总体室工程师陈翔介绍,甘肃、陕西两地测站分布比较密集,属于搭界弧段,可实现测控全可见。同时,甘陕两地又处于天链01星和天链02星两颗中继卫星的覆盖地段,能够保证神舟八号和天宫一号从相距140米的停泊点,到最终的靠拢锁紧阶段,整个过程都在我国观测范围内。陈翔说,测控全可见的意义在于,一旦出现紧急情况,能够及时进行测控,第一时间进行处理,从而保证各类操控的可靠性。由于轨道运行原因,第一次交会对接的整个过程正好处于夜间,即太阳光无法照射的阴影区,肉眼很难看到,只能通过专业手段进行观测。据介绍,预计第二次交会对接处于白天,其实现位置基本上也处于我国甘肃、陕西上空。

  6大关节点考验对接

  神舟八号飞船踏上了赴约之路,它与天宫一号在太空牵手,将完成中国载人航天工程的首次空间交会对接。

  中国载人航天工程中的这重要一步,面临着哪些关节点上的考验?

  1

  远距离导引——千万里的追寻

  飞船入轨时,两个飞行器相距近1万公里。迢迢星河,如何飞渡?

  国内7个测控站、3个飞控中心、3艘远洋测量船、国外5个测控站、3个国际联网合作站,再加上太空中的两颗中继卫星,组成了陆海天基“三位一体”的载人航天测控网,为神舟八号和天宫一号的约会之旅全程保驾护航。

  专家解读(测控通信系统总设计师钱卫平):在神舟飞船“追寻”天宫一号的漫漫征途中,如果飞船在52公里处仍不能与天宫一号建立正常联系,地面控制系统就需进一步将其导引至距目标飞行器5公里远的位置。

  2

  自主导引——一步步靠近

  神八飞船到达天宫一号后下方约52公里位置之后,转入自主导引控制。在正常情况下这意味着,能不能找到天宫一号并顺利对接,就得靠神舟八号自己的“慧眼”了。

  这一关节点分成三个阶段:寻的段、接近段、平移靠拢段。通过自主导引从52公里处到达天宫后下方5公里处,神舟八号就完成了寻的任务。

  专家解读(测控通信系统副总指挥陈宏敏):5公里距离内设置的4个停泊点既是为了切换控制模式、把轨道调整到理想位置,也是控制上的备份措施。一旦出现问题,飞船可以通过地面控制撤离到上一个停泊点等待故障处置。这时的神舟八号飞船就像等待进港的轮船。

  3

  牵手对接——祖国上空的相拥

  从对接机构接触开始,神八飞船与天宫一号要在15分钟内完成碰撞、捕获、缓冲、校正、拉近、拉紧、密封、刚性连接等八个动作,最终实现两个飞行器形成组合体。至此,第一次交会对接任务结束,而这15分钟内的大部分事件,是在我国上空完成的。

  专家解读(飞船系统总设计师张柏楠):这一切,都是通过安装在神舟八号飞船与天宫一号上的对接机构来完成的。这是我国目前最复杂的空间机构,由上万个零部件组成。这次的对接机构是我国历时十几年完全自主研发的。

  4

  组合飞行——通道建立

  第一次对接完成后,天宫一号与神舟八号以组合体飞行模式飞行。在此期间,对组合体的控制通过天宫一号完成,神舟八号处于停靠状态。组合体在轨飞行12天左右,将择机进行第二次交会对接试验。

  专家解读(空间站系统副总设计师徐小平):两个飞行器质量不同,飞行中控制模式不同,它们的组合飞行肯定比一个飞行器单独飞行难。飞船在对接完成后转入停靠状态以延长寿命,这时飞船的能源、大气环境等由天宫一号提供支撑。

  5

  再度牵手——确认交会对接技术

  组合体飞行12天后,对接机构解锁,两个飞行器分离,神舟八号飞船撤离至相距天宫一号目标飞行器140米处停泊,按程序进行第二次交会对接,再次构成组合体。这一阶段的目的是再次验证交会对接技术及对接机构等部件工作的可靠性与稳定性。

  专家解读(飞船系统总指挥尚志):我们设置了三种安全措施保证分离。二次对接的意义则在于确认此项技术的可靠性,也是为未来的神舟九号、十号载人打基础,这一做法有其合理性、经济性,但同时也存在风险。

  6

  飞船返回——神舟八号完成使命

  与天宫一号二次分离后,神舟飞船将由倒飞转入正飞状态,进入后续的正常飞行与返回阶段。期间会根据轨道运行参数情况做一次轨道维持,保证飞船返回的升交点能够正常,以便于安全降落。

  飞船返回再入大气层后,将降落在内蒙古主着陆场区。至此,我国首次空间交会对接任务全部完成,神舟八号飞船完成了它的历史使命。

  专家解读(着陆场系统总设计师吴斌):这次任务对搜索回收时间要求更加严格,返回舱正常返回着陆情况下,搜索回收要在两个半小时之内完成,弹道式返回到主着陆场扩大区时,必须在12个小时之内完成搜索回收任务。

  综合新华社等

  揭秘

  “天神之吻”

  有多难?

  在太空将两个飞行器对接起来形成一个“组合航天器”的对接技术,是人类载人航天活动的一项关键技术。目前,世界载人航天领域使用的对接机构有两大类:一类是美国航天飞机的“异体同构周边”式对接机构,另一类是俄罗斯和欧空局ATV飞船上的“锥-杆”式对接机构。

  “瞄准世界先进水平,我国对接机构采用了导向板内翻式的异体同构周边式构型,对接机构所有的仪器设备都安装在周边,中间留了直径800毫米的人孔通道,宇航员和货物就是从这个通道运送。”上海航天技术研究院研究员、交会对接大型地面试验系统原负责人陶建中介绍说。

  陶建中说,对接机构在我国是一项全新技术,许多问题都是以前从未遇到的,其中最主要的技术难点有四个方面:一是如何保证两个飞行器相撞时“不撞坏、不弹开”,软硬适度;二是如何保证很多相互矛盾的动作(如推-拉、合-分等)组合在一起具有高可靠度;三是许多复杂的产品要协调安装于周边,中间留出人孔通道,如何实现系统集成;四是如何在地面充分试验、模拟天上微重力情况下的对接分离过程。

  针对对接机构的技术难点,上海航天技术研究院805所的研制队伍进行了长达16年的科技攻关,在仿真先行、高可靠的设计技术、集成技术和地面模拟等关键技术上,一一取得了突破,目前已成功申报20多项专利。对接机构在“上天”之前,已经在地面上进行1101次对接试验、647次分离试验。

  据新华社

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