從相距一萬(wàn)公里,到合二為一,神舟八號與天宮一號在茫茫太空,尋找著(zhù)彼此。為了獻上一個(gè)完美的飛吻,五湖四海,“導演們”正全神貫注。
今晚,這幕愛(ài)情劇即將開(kāi)演。明晨,星空將見(jiàn)證心動(dòng)時(shí)刻。
■天宮一號
萬(wàn)事俱備 只等神八
9月29日,我國首個(gè)空間實(shí)驗室的雛形“天宮一號”發(fā)射升空。在昨天凌晨“神八”發(fā)射前夕,它已在軌飛行32天,累計飛行500余圈。
在這32天的寂寞旅途中,天宮一邊做著(zhù)自己的規定動(dòng)作,一邊等待神八到來(lái)。
進(jìn)入太空不久,天宮就兩次變軌,進(jìn)入更高的近圓軌道。北京飛控中心副總工程師李劍介紹,因受高層大氣阻力的影響,發(fā)射后,天宮的軌道高度會(huì )逐漸緩慢降低,所以發(fā)射后兩度抬腿,升至更高的近圓形軌道,這樣一來(lái),等神八發(fā)射時(shí),它就能自然降至約343公里的交會(huì )對接軌道,減少發(fā)動(dòng)機開(kāi)機,節省燃料。
經(jīng)32天的耐心等待,11月1日,天宮終于迎來(lái)心儀的“對象”——神舟八號無(wú)人飛船。
此前,它已順利完成平臺在軌測試,包括遙控指令、控制開(kāi)關(guān)、圖像發(fā)音設備、艙內溫度濕度、交會(huì )對接設備等。同時(shí),經(jīng)科學(xué)實(shí)驗載荷在軌功能檢查,各項設備狀態(tài)正常。
同時(shí),為迎接神八進(jìn)入太空,天宮一號還調轉腦袋,將頭部的交會(huì )對接機構,迎向神八飛來(lái)的方向。
據各項遙測數據監視判斷,天宮一號飛行正常、姿態(tài)穩定、能源平衡,各項試驗進(jìn)展順利,已“萬(wàn)事俱備,只等神八”。
當神八慢慢靠近“天宮一號”時(shí),它也將同時(shí)“捕捉”神八。神八與天宮一號交會(huì )對接后,將組成組合體運行。此事,神八將“熄火”,跟著(zhù)天宮一號漫步太空,這也將是一個(gè)全新的考驗。
■對接位置
甘陜上空 牽手相會(huì )
神八與天宮交會(huì )對接的時(shí)間,預計為明日凌晨。這時(shí),它們正飛行在我國甘肅、陜西的上空。
交會(huì )對接為何選擇在我國上空實(shí)現?北京飛控中心總體室工程師陳翔介紹,首先甘肅、陜西兩地的測站分布比較密集,屬于搭界弧段,可實(shí)現測控全可見(jiàn)。
同時(shí),甘陜兩地又處于兩顆中繼衛星,即天鏈01星和天鏈02星的覆蓋地段,能夠保證神舟八號和天宮一號從相距140米的停泊點(diǎn),到最終的靠攏鎖緊階段,整個(gè)過(guò)程都在我國觀(guān)測范圍內。
“測控全可見(jiàn)的意義在于,一旦出現緊急情況,能夠及時(shí)進(jìn)行測控,第一時(shí)間進(jìn)行處理,從而保證各類(lèi)操控的可靠性!标愊柩a充說(shuō)。
由于軌道運行原因,第一次交會(huì )對接的整個(gè)過(guò)程正好處于夜間,即太陽(yáng)光無(wú)法照射的陰影區,肉眼很難看到,只能通過(guò)專(zhuān)業(yè)手段進(jìn)行觀(guān)測。
第二次交會(huì )對接則預計處于白天,實(shí)現位置基本也處于我國甘肅、陜西上空。
■北京飛控
整個(gè)天地協(xié)同控制
測控通信系統副總設計師麻永平介紹,北京航天飛行控制中心負責整個(gè)天地協(xié)同控制,而這也是交會(huì )對接任務(wù)的難點(diǎn)。
與以往單個(gè)目標控制不同,交會(huì )對接中,需同時(shí)控制天宮與神八,關(guān)聯(lián)到兩個(gè)航天器之間相對的位置、相對的速度,控制任務(wù)更為復雜,也更加綜合!皬膯未蜃兂呻p打,遠遠不是簡(jiǎn)單的1+1等于2的關(guān)系”,北京飛控中心副總工程師周建亮此前接受采訪(fǎng)時(shí)表示,從固定靶到移動(dòng)靶,對測控的考驗大大提升。
“重達8噸多的兩個(gè)航天器,在太空以將近3萬(wàn)公里的時(shí)速進(jìn)行對接,如果位置稍微有一些偏差,可能這兩個(gè)目標會(huì )擦肩而過(guò),或發(fā)生碰撞,都會(huì )導致任務(wù)的失敗,所以精度要求是非常高的!敝芙琳f(shuō)。
作為整個(gè)任務(wù)實(shí)施過(guò)程中的神經(jīng)中樞,北京飛控中心已做好充分準備,明確了21項關(guān)鍵技術(shù)狀態(tài),制訂了70余個(gè)飛控實(shí)施方案,進(jìn)行了任務(wù)定崗定位及協(xié)同工作演練,進(jìn)一步提高人員的應急處置能力。
■遠望3船
任務(wù)地點(diǎn)嚴陣以待
中國衛星海上測控部副主任吳錦高介紹,參加這次空間交會(huì )對接測控任務(wù)的,分別是遠望三號船、遠望五號船和遠望六號船3艘航天遠洋測量船。目前均已在任務(wù)海域待命。
交會(huì )對接過(guò)程中,當對接機構鎖緊后,其狀態(tài)到底怎樣?這個(gè)數據非常重要。3艘測量船需要將這個(gè)數據采集下來(lái),送給北京飛控中心,才能得知最后交會(huì )對接的狀態(tài)。
吳錦高介紹,此次任務(wù)都布置在太平洋海域,主要為延長(cháng)交會(huì )對接走廊的測控弧段,為了更好地掌握兩個(gè)飛行器最后的對接鎖緊情況。
在天宮與神八飛吻的前前后后,3艘測量船需要在神八和天宮一號兩個(gè)目標之間切換跟蹤,設備技術(shù)狀態(tài)轉換頻繁,其中關(guān)鍵在于第一次、第二次對接過(guò)程監視及飛行器撤離過(guò)程監視。
一般情況下,任務(wù)實(shí)施前5至7天,測量船就需趕到任務(wù)海域,對測控設備進(jìn)行全面檢查和維護,對預定任務(wù)海域的流速、流向、風(fēng)力、風(fēng)向等海區水文氣象和電磁環(huán)境進(jìn)行調查,并開(kāi)展模擬演練,驗證方案、預案、流程的正確性和參試人員的綜合能力。
■雙星測控
中繼衛星保駕護航
要想實(shí)現天宮與神八在太空成功交會(huì ),精準的測試與定位是關(guān)鍵。
神舟飛船圍繞地球飛行時(shí),一個(gè)地面站捕獲飛船的時(shí)間,為六七分鐘,為讓太空傳輸下來(lái)的畫(huà)面、語(yǔ)音不間斷,地面站、測量船一個(gè)接一個(gè)地把信號接收下來(lái)。
自“天宮一號”開(kāi)始,此前先后發(fā)射的兩顆中繼衛星已大顯身手。一顆中繼衛星可連續跟蹤目標飛行器50多分鐘,實(shí)現約40%的連續測控通信覆蓋。有中繼衛星“保駕護航”,使得我國載人航天測控通信網(wǎng)的覆蓋率提升到70%。
昨晨7時(shí)08分,中繼衛星準確“捕獲”神舟八號,成功建立通信鏈路。由此,天鏈01、02星開(kāi)始攜手,為天宮、神八飛吻全程提供可靠的測控通信保障。
載人航天工程測控通信系統副總指揮黃惠明介紹,中繼衛星系統是一種新型空間信息傳輸系統,可為航天器提供跟蹤、測控、數據中繼等多種服務(wù)。
在后續任務(wù)中,中繼衛星為天宮一號和神舟八號提供遙測、遙控、圖像、話(huà)音數據的實(shí)時(shí)高速傳輸和測定軌服務(wù)。