118個(gè)傳感器、5個(gè)控制器、上千個(gè)齒輪軸承、18個(gè)電機和電磁拖動(dòng)機構、數以萬(wàn)計的零件和緊固件……呈現在記者眼前的兩臺銀灰色圓柱狀的精密復雜儀器，就是與“神舟八號”與“天宮一號”對接機構一模一樣的試驗鑒定件。
在“神舟八號”與“天宮一號”即將執行我國首次空間交會(huì )對接任務(wù)之際，新華社記者來(lái)到對接機構的研制單位--上海航天技術(shù)研究院805所，探訪(fǎng)這兩個(gè)航天器如何進(jìn)行“太空之吻”？
對接結構在地面已進(jìn)行1101次試驗
在太空將兩個(gè)航天器對接起來(lái)形成一個(gè)“組合航天器”的對接技術(shù)，是人類(lèi)載人航天活動(dòng)的一項關(guān)鍵技術(shù)。目前，世界載人航天領(lǐng)域使用的對接機構有兩大類(lèi)：一類(lèi)是美國航天飛機的“異體同構周邊”式對接機構，另一類(lèi)是俄羅斯和歐空局ATV飛船上的“錐-桿”式對接機構。
“瞄準世界先進(jìn)水平，我國對接機構采用了導向板內翻式的異體同構周邊式構型，對接機構所有的儀器設備都安裝在周邊，中間留了直徑800毫米的人孔通道，宇航員和貨物就是從這個(gè)通道運送�！鄙虾：教旒夹g(shù)研究院研究員、交會(huì )對接大型地面試驗系統原負責人陶建中介紹說(shuō)。
陶建中說(shuō)，對接機構在我國是一項全新技術(shù)，許多問(wèn)題都是以前從未遇到的，其中最主要的技術(shù)難點(diǎn)有四個(gè)方面：一是如何保證兩個(gè)飛行器相撞時(shí)“不撞壞、不彈開(kāi)”，軟硬適度；二是如何保證很多相互矛盾的動(dòng)作(如推-拉、合-分等)組合在一起具有高可靠度；三是許多復雜的產(chǎn)品要協(xié)調安裝于周邊，中間留出人孔通道，如何實(shí)現系統集成；四是如何在地面充分試驗、模擬天上微重力情況下的對接分離過(guò)程。
針對對接機構的技術(shù)難點(diǎn)，上海航天技術(shù)研究院805所的研制隊伍進(jìn)行了長(cháng)達16年的科技攻關(guān)，在仿真先行、高可靠的設計技術(shù)、集成技術(shù)和地面模擬等關(guān)鍵技術(shù)上，一一取得了突破，目前已成功申報20多項專(zhuān)利。對接機構在“上天”之前，已經(jīng)在地面上進(jìn)行1101次對接試驗、647次分離試驗。
對接分為8個(gè)步驟約需十分鐘時(shí)間
兩個(gè)航天器在太空的交會(huì )和對接是兩個(gè)不同過(guò)程。
陶建中介紹，當“神舟八號”和“天宮一號”在同一時(shí)刻以同樣的速度到達同一個(gè)地點(diǎn)順利交會(huì )，兩個(gè)飛行器的速度、位置、姿態(tài)、偏差等11個(gè)參數滿(mǎn)足對接的初始條件后，飛行器就將停止控制，讓它們根據慣性進(jìn)行碰撞，整個(gè)對接過(guò)程一共大約需要十分鐘時(shí)間。
對接過(guò)程分為8個(gè)步驟：
第一步是“相撞”。在慣性作用下，8噸重的“神舟八號”與8.6噸重的“天宮一號”以每秒0.2米左右的速度進(jìn)行相撞，當“神舟八號”上的主動(dòng)對接機構碰撞上“天宮一號”上的被動(dòng)對接機構，對接過(guò)程正式開(kāi)始。
第二步是“捕獲”。當“神舟八號”主動(dòng)對接機構上的對接環(huán)，接到失衡傳感器發(fā)出對接指令信號后，6根滾珠絲桿就會(huì )向外推出200多毫米，對接環(huán)上安裝的3對捕獲鎖，撞到“天宮一號”被動(dòng)對接機構相對應的卡板器，就會(huì )被牢牢卡住。
第三步是“緩沖”�！吧裰郯颂枴睂迎h(huán)受到撞擊后，將會(huì )通過(guò)一套傳動(dòng)機構，聯(lián)向對接機構上的摩擦自動(dòng)器和電磁阻尼器，分別吸收縱向和橫向的撞擊能量，進(jìn)行緩沖。碰撞、捕獲、緩沖三個(gè)步驟共需要大約60秒時(shí)間。
第四步是“校正”。當“神舟八號”成功捕獲“天宮一號”并實(shí)施緩沖后，“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿繼續往外推至300毫米，同時(shí)對兩個(gè)航天器的姿態(tài)、位置和偏差等進(jìn)行強行校準，校準時(shí)間約需80秒。
第五步是“拉近”。校準后，“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿緩緩收縮，將兩個(gè)飛行器“拉近”，這一過(guò)程約需240秒。
第六步是“拉緊”�！吧裰郯颂枴焙汀疤鞂m一號”的對接面上，分別安裝了6組共12把對接鎖，每把對接鎖的拉力達3噸。當兩個(gè)飛行器被拉近后，兩個(gè)對接面的12把對接鎖一一相扣。
第七步是“密封”。兩個(gè)飛行器拉緊后，對接機構上的驅動(dòng)電機將帶動(dòng)鋼絲繩系統，將兩個(gè)連接器面上的密封圈壓縮，保持密封。
第八步是“剛性連接”。通過(guò)對接鎖使兩個(gè)連接器貼合，實(shí)現“剛性連接”，將兩個(gè)航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。
連接后的“組合航天器”由“天宮一號”控制
據陶建中介紹，“神舟八號”和“天宮一號”實(shí)現剛性連接后，將通過(guò)制動(dòng)控制系統，接通兩個(gè)航天器的電氣液路通道，進(jìn)行信息和能源并網(wǎng)�！吧裰郯颂枴鄙系暮教靻T和貨物通過(guò)直徑800毫米的人孔通道進(jìn)入“天宮一號”。連接后的“組合航天器”由天宮一號控制，“神舟八號”處于�？繝顟B(tài)，但如果出現故障，“神舟八號”則可以立即進(jìn)行“替補”。
在聯(lián)合飛行任務(wù)結束后，或在緊急狀態(tài)下，實(shí)現兩個(gè)飛行器的安全分離也至關(guān)重要。根據程序設計，“神舟八號”和“天宮一號”的對接鎖可自動(dòng)分離，一旦出現故障，宇航員可手動(dòng)分離，將兩個(gè)對接機構掰開(kāi)；此外，還可以采用火工品將對接機構炸開(kāi)，實(shí)行強行分離。(記者張建松）
