專(zhuān)家:中國載人航天工程建設規劃借鑒蘇聯(lián)

時(shí)間:2011-11-04 09:46   來(lái)源:中國新聞網(wǎng)

  從對接機構接觸開(kāi)始,經(jīng)過(guò)捕獲、緩沖、拉回、鎖緊4個(gè)步驟,“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛器3日凌晨實(shí)現剛性連接,形成組合體,中國載人航天首次空間交會(huì )對接試驗獲得成功。(視頻截圖) 

  太空之“吻”

  ——中國載人航天開(kāi)啟和平利用太空新征程

  中新網(wǎng)11月3日電 北京時(shí)間11月3日凌晨1時(shí)36分,天宮一號目標飛行器與神舟八號飛船成功實(shí)現首次交會(huì )對接。兩個(gè)高速飛行的航天器,在茫茫太空中深情相吻,這奇妙的太空之“吻”,定格成一幅動(dòng)人畫(huà)面,將永遠鐫刻于中國航天事業(yè)的史冊。

  這是一枚“勝利之吻”,實(shí)現了中國載人航天關(guān)鍵技術(shù)的新突破

  仿佛從塵封的敦煌壁畫(huà)中走來(lái),“飛天仙子”衣袂飄飄,穿越時(shí)空,喚起人們對浩瀚太空的無(wú)限向往。

  從嫦娥奔月的傳說(shuō)到萬(wàn)戶(hù)飛天的壯舉,對未知世界充滿(mǎn)好奇,滋生著(zhù)一個(gè)古老民族生生不息的前進(jìn)動(dòng)力。

  從“東方紅一號”升空到北斗衛星組網(wǎng),從無(wú)人飛行到載人飛行,從太空漫步到深空探測,仰望星空,中國航天的高度正在不斷刷新。

  今天,天宮一號與神舟八號成功對接,標志著(zhù)我國在突破和掌握空間交會(huì )對接技術(shù)上邁出了重要一步,開(kāi)啟了和平利用太空的新征程。

  500年前,吳承恩在《西游記》中這樣描述他心目中的天宮:“天上有三十三座天宮,一宮宮脊吞金穩獸;又有七十二重寶殿,一殿殿柱列玉麒麟……”

  長(cháng)久以來(lái),瓊樓玉宇、筑夢(mèng)太空的“天宮”夢(mèng)想,吸引著(zhù)世界各國航天人孜孜以求、不懈探索。

  然而,空間交會(huì )對接技術(shù)又是當今航天領(lǐng)域最為復雜的技術(shù)之一,由于交會(huì )對接涉及兩個(gè)航天器協(xié)同飛行,系統復雜,技術(shù)密集,風(fēng)險極大。

  從1966年3月16日,美國“雙子星座”8號飛船與“阿金納”目標飛行器完成世界上首次載人手動(dòng)交會(huì )對接,到1967年10月30日,蘇聯(lián)“宇宙”188號飛船與“宇宙”186號飛船進(jìn)行世界上首次無(wú)人自動(dòng)交會(huì )對接;從1986年和平號空間站核心艙發(fā)射升空,到1998年國際空間站開(kāi)始建造;迄今為止,全世界共進(jìn)行航天器交會(huì )對接活動(dòng)300余次,發(fā)生故障17次,故障率超過(guò)8% ,交會(huì )對接也因此被稱(chēng)為航天安全“鬼門(mén)關(guān)”。

  然而,這又是一道必須邁過(guò)的關(guān)口!安煌黄坪驼莆湛臻g交會(huì )對接技術(shù),建設空間實(shí)驗室、空間站的設想,都只能是空中樓閣”, 中國載人航天工程總設計師周建平如是說(shuō)。

  周建平告訴記者,空間交會(huì )對接技術(shù)是指兩個(gè)航天器在空間軌道上會(huì )合并在結構上連成一個(gè)整體的技術(shù),這一技術(shù)廣泛用于空間站、空間實(shí)驗室、空間通信和遙感平臺等大型空間設施在軌裝配、回收、補給、維修以及空間救援等領(lǐng)域,與載人天地往返、出艙活動(dòng)并稱(chēng)為載人航天三大基本技術(shù)。

  據介紹,空間交會(huì )對接分為空間交會(huì )和空間對接兩部分?臻g交會(huì )是指追蹤航天器與目標航天器在空間軌道上按預定位置和時(shí)間進(jìn)行相會(huì ),空間對接是在完成交會(huì )后兩航天器在空間軌道上經(jīng)過(guò)一系列對接動(dòng)作,最后緊固連接成一個(gè)組合體航天器的過(guò)程。每個(gè)過(guò)程都充滿(mǎn)了艱辛和挑戰。

  首先要確定航天器在太空中交會(huì )的最佳相位和時(shí)間。要實(shí)現精準對接,航天器需要在圓形軌道上沿直線(xiàn)交會(huì ),然而,航天器發(fā)射入軌時(shí)的初始軌道,卻都是橢圓形。

  因此,科技人員先要對天宮一號進(jìn)行一系列軌道控制,使其瞄準目標相位。然后再根據天宮一號的軌道數據,計算出神舟八號的發(fā)射窗口和入軌參數,還要在神舟八號發(fā)射后,迅速實(shí)施變軌,確保它在天宮一號的后下方約52公里處做好對接前的準備。

  50公里,大約是北京市三環(huán)路一圈的長(cháng)度?墒,對于以時(shí)速2萬(wàn)8千公里飛行的航天器來(lái)說(shuō),卻不過(guò)是毫厘之間。

  周建平說(shuō):“打個(gè)比方,這就像一場(chǎng)太空中舉行的接力賽,所不同的是,跑道設在了距地面343公里的太空,前面的選手拿著(zhù)一根繡花針,后面的選手要把一根絲線(xiàn)從針眼里穿過(guò)去,而且兩位選手都要保持高速飛行!

  這時(shí),天宮一號也不能“守株待兔”,地面指令要引導它進(jìn)行軌道修正,并調頭180度,敞開(kāi)懷抱迎接神八飛來(lái)。

  經(jīng)過(guò)這一番令人眼花繚亂的軌道控制,神舟八號和天宮一號就像牛郎織女,終于踏過(guò)天路迢迢,來(lái)到了“鵲橋”兩端。

  在離地面343公里的太空軌道上,神舟八號和天宮一號繞地球一圈只需要90分鐘,也就是說(shuō)每45分鐘就會(huì )經(jīng)歷一次晝夜更替。由于導引設備需要自身光源引導,因此,黑暗環(huán)境下更利于精確實(shí)施交會(huì )對接。此次天宮和神舟對接時(shí),就是船上的黑夜狀態(tài)。

  對接開(kāi)始時(shí),必須確保兩個(gè)航天器處于同一直線(xiàn)上。最初的接觸會(huì )觸發(fā)一些小型撞鎖來(lái)連接兩個(gè)航天器,實(shí)現柔性連接;之后,對接設備將兩個(gè)航天器拉近緊貼在一起,實(shí)現剛性連接;最后,再通過(guò)密封連接設備封閉對接口縫隙,在天宮一號和神舟八號之間形成一個(gè)直徑約80厘米的通道。

  天上吻得熱烈,地上卻煞費苦心。

  為執行這次任務(wù),科技人員研制了全新的天宮一號目標飛行器,改進(jìn)研制了神舟八號飛船,兩個(gè)航天器上裝載設備1100余臺,其中半數以上是新研產(chǎn)品。

  為執行這次任務(wù),用于發(fā)射天宮和神八的兩枚運載火箭都作了改型,與執行神七任務(wù)的火箭相比,發(fā)射天宮一號的火箭技術(shù)狀態(tài)變化達176項,發(fā)射神舟八號的火箭技術(shù)狀態(tài)變化達194項,兩枚火箭14萬(wàn)8千多條焊縫,技術(shù)人員一條一條地進(jìn)行了認真檢查。

  為執行這次任務(wù),科技人員綜合調用陸海天基測控網(wǎng)絡(luò ),從大洋深處的遠望號測量船,到數萬(wàn)公里高軌道的天鏈衛星,從遍布各地的地面測控站,到運籌帷幄的飛行控制中心,精測妙控、巡天牧舟,使我國航天測控精度成倍提高。 

編輯:郭瑩瑩

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