浩瀚太空 “穿針引線”
——航天專家解讀天宮/神八交會對接
10月31日上午,天宮一號/神舟八號交會對接任務總指揮部在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心舉行新聞發(fā)布會,中國載人航天工程新聞發(fā)言人武平宣布,經(jīng)任務總指揮部研究決定,將瞄準11月1日5時58分發(fā)射神舟八號飛船。
神舟八號飛行主要任務是:發(fā)射神舟八號飛船,與天宮一號目標飛行器進行我國首次航天器空間交會對接試驗,突破和驗證航天器自動交會對接技術;考核改進后的神舟飛船和長征二號F運載火箭的功能和性能,以及工程各系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性;驗證組合體工作模式,并開展空間科學實驗。神舟八號飛船不載人。
中國工程院院士、中國載人航天飛船原總設計師、現(xiàn)任中國航天科技集團公司五院飛船總設計師技術顧問戚發(fā)軔解釋,兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數(shù)的協(xié)調(diào),在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會;對接則是在交會的基礎上,通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。
通俗地講,我國此次交會對接任務的實質(zhì)就是:天宮一號以8公里/秒的速度在飛,神舟八號追上去,然后兩者連接在一起,不僅嚴絲合縫,還要把液、電、氣通上。曾有專家說,這就好像上面放了一根針,底下用一根線,差了幾百公里,最后要拿那個線去穿過那個針眼,非常困難。
在此之前,美、俄兩國已掌握了這項技術,并多次進行航天器空間交會對接,其對接形式也多種多樣。但美國和蘇聯(lián)早期在實施航天器交會對接任務時,都有故障發(fā)生,造成任務失敗,甚至導致航天員傷亡。
為了完美上演“穿針引線”大戲,此次天宮一號采用了全新的測量設備,讓350公里軌道上的“神八”與天宮一號的一切“行蹤”盡在掌握。
瞄準“零窗口”發(fā)射
武平介紹,為了迎接交會對接任務,神舟八號飛船在前期飛船基礎上進行了較大改進。
“600多臺套設備中,一半以上發(fā)生了技術狀態(tài)變化。其中,新研設備約占15%!蔽淦秸f,改進主要集中在兩個方面:一是為了具備自動和手動交會對接功能,新增和改進了一些設備;二是為了提高飛船的性能及安全性、可靠性,對部分系統(tǒng)進行了改進,飛船具有了與目標飛行器對接后?180天的能力。
武平說,這次交會對接任務瞄準“零窗口”發(fā)射。
為了確保將飛船發(fā)射到與目標飛行器共面的軌道,神舟八號必須在天宮一號軌道面經(jīng)過發(fā)射點后的一定時間內(nèi)準時點火起飛,否則就需要消耗很多的推進劑來修正兩者之間的軌道面偏差。
“這次任務中,提前4小時才能將發(fā)射時間精確到秒!蔽淦秸f,隨著我國載人航天發(fā)射場能力的不斷提升,這種精確時刻的發(fā)射能夠?qū)崿F(xiàn)。
“兩個高速飛行的航天器在空間軌道上準確會合,精度要控制在十幾厘米之內(nèi),其難度和風險可想而知!蔽淦秸f,空間飛行器交會對接是航天領域公認的技術難關,風險很大。
武平說,神舟八號雖然是無人飛行,但這次飛行將對未來的載人任務進行充分的技術驗證和準備。
按照工程交會對接階段的任務規(guī)劃,2012年內(nèi)將開展神舟九號、十號飛船與天宮一號的交會對接試驗,其中至少有一次是載人飛行。
“雖然此次是無人飛行,但為明年的載人飛行做了大量準備工作!蔽淦脚e例說,航天員太空鍛煉設備、醫(yī)學監(jiān)測和健康維護設備等已經(jīng)裝上了天宮一號。
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