新華網(wǎng)上海11月3日電（記者張建松）神舟八號與天宮一號在太空成功對接，使我國成為繼美、俄之后第3個(gè)掌握交會(huì )對接技術(shù)的國家。記者從對接機構的研制單位——上海航天技術(shù)研究院了解到，我國太空對接的地面模擬技術(shù)已躋身世界一流。
要在地面真實(shí)模擬兩個(gè)航天器在太空對接運動(dòng)的過(guò)程，首先必須克服地球引力的影響，比較真實(shí)地再現物體在失重環(huán)境的運動(dòng)。由于地球引力使物體產(chǎn)生重力，重力產(chǎn)生摩擦力，摩擦力阻礙物體的運動(dòng)。如果能夠消除或最大限度地減小摩擦力的影響，就能比較真實(shí)地再現物體在失重環(huán)境的運動(dòng)。
基于這一原理，由上海航天技術(shù)研究院805所、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、青島精密儀器公司等多家單位聯(lián)合研制的空間對接機構緩沖試驗臺構思新穎、設計巧妙，目前已擁有多項國家專(zhuān)利發(fā)明技術(shù)。
記者在上海航天技術(shù)研究院805所看到，該試驗裝置建造了兩艘質(zhì)量、慣量、質(zhì)心與真實(shí)的飛行器完全相同，并能夠安裝真實(shí)對接結構的飛行器模擬件，可通過(guò)獨創(chuàng )的氣浮技術(shù)，將兩個(gè)飛行器模擬件懸浮起來(lái)。由于空氣的摩擦阻力非常小，可以忽略不計，因此能較真實(shí)地模擬兩個(gè)飛行器的對接機構在失重狀態(tài)下，從碰撞、捕獲、緩沖、連接到分離的全過(guò)程，并能測量整個(gè)過(guò)程中，兩個(gè)飛行器模擬件的位置和速度，以及對接過(guò)程中的撞擊力和緩沖力的變化。
總重量100多噸的空間對接機構綜合試驗臺，是我國載人航天二期工程最大的地面試驗設備，由上海航天技術(shù)研究院805所牽頭，哈工大、上海交大、浙大、華東計算機所、上海重機廠(chǎng)等多家單位參與共同研制。
據介紹，綜合試驗臺采用“半物理仿真試驗”原理，能模擬最大質(zhì)量為8噸－100噸的空間飛行器對接動(dòng)力學(xué)全過(guò)程，并能模擬飛行器的在軌高低溫環(huán)境運行。其中，參與試驗的主動(dòng)對接機構和被動(dòng)對接機構是真實(shí)產(chǎn)品，飛船和空間站的質(zhì)量、慣性等特征則采用數字模型描述。根據給定的交會(huì )對接初始條件，通過(guò)控制“六自由度運動(dòng)模擬器”來(lái)實(shí)現兩個(gè)飛行器對接過(guò)程的相對運動(dòng)，使對接機構進(jìn)行碰撞、捕獲、緩沖、校正試驗，與緩沖試驗平臺在功能上相互補充，在試驗結果上相互驗證。
由上海航天技術(shù)研究院牽頭、哈爾濱工業(yè)大學(xué)承制的空間對接機構整機特性測試臺，可對空間對接機構裝配完成后的特性參數進(jìn)行測試，主要包括對接配合尺寸、對接環(huán)運動(dòng)和力學(xué)特性、傳動(dòng)系統和捕獲系統承載能力、機電配合特性等。
以哈爾濱工業(yè)大學(xué)為主研制的空間對接機構熱真空試驗臺，則專(zhuān)門(mén)用于考核對接機構在真空高、低溫環(huán)境條件下的工作性能。該試驗裝置能將對接機構放入一個(gè)足夠大的真空罐中，建立高空高低溫試驗環(huán)境，利用飛輪模擬兩個(gè)飛行器的動(dòng)能，建立初始條件實(shí)現對接過(guò)程，進(jìn)行碰撞、緩沖、密封連接、分離試驗。
這些高水平的大型試驗設備的成功研制大大提升了我國航天技術(shù)水平，為我國從航天大國邁向航天強國打下了堅實(shí)的基礎。
