天宮回頭待“飛吻”

神舟八號(hào)為改進(jìn)型飛船，全長9米，最大直徑2.8米，起飛質(zhì)量8082公斤。發(fā)射神舟八號(hào)飛船的長征二號(hào)F遙八火箭全長58.3米，起飛質(zhì)量497噸，運(yùn)載能力為8130公斤。天宮一號(hào)飛行器全長10.4米，最大直徑3.35米，起飛質(zhì)量8.5噸。

N新華 法晚

　　“神八”發(fā)射前一天，“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器昨天已掉頭，迎接“神八”。當(dāng)二者之間距離20公里時(shí)，身上裝置的近程敏感器就會(huì)發(fā)生作用，能感知彼此。

程序 四個(gè)階段完成對(duì)接任務(wù)

　　中國載人航天工程新聞發(fā)言人武平昨天介紹，交會(huì)對(duì)接飛行過程分為遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段、自主控制段、對(duì)接段、組合體飛行段和分離撤離段。

　　遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段：自神舟八號(hào)飛船入軌后開始，在地面測(cè)控通信系統(tǒng)的導(dǎo)引下，神舟八號(hào)飛船經(jīng)5次變軌，從初始軌道轉(zhuǎn)移到與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器共面的330公里的近圓軌道，在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器后下方約52公里處，與其建立穩(wěn)定的空空通信鏈路，開始自主導(dǎo)航。

　　自主控制段：經(jīng)歷尋的、接近和平移靠攏三個(gè)階段，神舟八號(hào)飛船自主導(dǎo)航控制到與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器接觸，自主控制飛行過程約需兩個(gè)半小時(shí)。

　　對(duì)接段：從對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸開始，在15分鐘內(nèi)完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊四個(gè)過程，最終實(shí)現(xiàn)兩航天器剛性連接，形成組合體。

　　組合體飛行和分離撤離段：飛行段由天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器負(fù)責(zé)組合體飛行控制，神舟八號(hào)飛船處于停靠狀態(tài)。組合體飛行12天左右，將擇機(jī)進(jìn)行第二次交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。其主要過程為：對(duì)接機(jī)構(gòu)解鎖，兩飛行器分離，神舟八號(hào)飛船撤離至相距天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器140米處停泊，按程序進(jìn)行第二次交會(huì)對(duì)接，再次構(gòu)成組合體。

　　組合體繼續(xù)飛行兩天后，進(jìn)入分離撤離段，兩飛行器再次分離，飛船撤離至距目標(biāo)飛行器5公里以外的安全距離，交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)結(jié)束。此后，神舟八號(hào)飛船返回艙返回地面；天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器變軌至自主飛行軌道，轉(zhuǎn)入長期運(yùn)行管理。

期待 交會(huì)將在我國上空進(jìn)行

　　測(cè)控通信系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師麻永平透露，飛船的交會(huì)對(duì)接目前計(jì)劃是在我國的上空實(shí)現(xiàn)。

　　這次飛控有很多的重大時(shí)段，最關(guān)鍵和最重要的時(shí)段，第一個(gè)應(yīng)該是發(fā)射，無論是天宮一號(hào)的發(fā)射還是神舟八號(hào)的發(fā)射，發(fā)射的成功是我們后續(xù)任務(wù)的基礎(chǔ)和前提。其次，是我們各自的軌道控制，因?yàn)槲覀兠恳淮诬壍揽刂茖?duì)我們交會(huì)對(duì)接任務(wù)來說都是相關(guān)的，我們每一次控制都是為了下一次的交會(huì)對(duì)接的目標(biāo)進(jìn)行的控制工作。

揭秘

調(diào)整姿態(tài)　

神八發(fā)射前一天　天宮需掉頭

　　中國空間技術(shù)研究院研究員、國際宇航科學(xué)院院士朱毅麟表示，眾所周知，這是我國第一次進(jìn)行交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。對(duì)接最主要的兩大問題是速度與姿態(tài)的控制。

　　“神八”和“天宮一號(hào)”要成功對(duì)接，首先兩者在太空的飛行姿態(tài)都要有所改變。在“神八”發(fā)射前一天，“天宮一號(hào)”在地面測(cè)控人員的精確測(cè)控下，需要翻轉(zhuǎn)180°，即需要掉頭，將對(duì)接機(jī)構(gòu)的一頭朝向“神八”飛來的方向。

　　“神八”飛行的姿態(tài)要比“天宮一號(hào)”復(fù)雜得多。朱毅麟表示，“神八”發(fā)射入軌，必須經(jīng)過兩天的軌道測(cè)試，數(shù)次變軌，才能到達(dá)“天宮一號(hào)”的飛行軌道。隨后，“天宮一號(hào)”會(huì)逐漸從350公里的近圓軌道自然降到345公里的軌道面，在這個(gè)運(yùn)行軌道上等待“神八”的到來。

降低速度

“神天”對(duì)接時(shí)　神八踩剎車

　　朱毅麟說，大家可能認(rèn)為“神八”要對(duì)接“天宮一號(hào)”，必然得加速追上“天宮一號(hào)”才能對(duì)接，其實(shí)不然，就像汽車在高速公路上行駛一樣，加速只能導(dǎo)致追尾，釀成車禍，要想安全對(duì)接，“神八”必須要進(jìn)行減速。

　　“天宮一號(hào)”的速度將一直維持在28440公里每小時(shí)，“神八”進(jìn)入軌道正常的運(yùn)行速度也是每小時(shí)28440公里，但是在計(jì)劃對(duì)接后，“神八”就要將速度慢慢調(diào)節(jié)到27000多公里每小時(shí)。

　　這樣一圈一圈慢慢就與“天宮一號(hào)”的距離縮短了。當(dāng)“神八”與“天宮一號(hào)”之間的距離只有20公里時(shí)，兩者身上裝置的許多近程敏感器就會(huì)發(fā)生作用。隨著距離越來越近，敏感器就會(huì)感知到對(duì)方的存在，傳回地面的控制數(shù)據(jù)就會(huì)越來越精確，以便于地面測(cè)控人員的測(cè)控。“神八”在接近“天宮一號(hào)”的同時(shí)，將四次“剎車”，最后以0.2米每秒的相對(duì)速度與“天宮一號(hào)”“合體”。

飛行時(shí)間

第二次對(duì)接后　神八再飛半個(gè)月

　　朱毅麟告訴記者，“神八”升空進(jìn)入軌道只需要大約半小時(shí)，進(jìn)入軌道后測(cè)試軌道需要約兩天的時(shí)間，如果一切正常，“神八”可以開始嘗試減速，準(zhǔn)備對(duì)接。減速需要一到兩天的時(shí)間。

　　據(jù)透露，“神八”在與“天宮一號(hào)”對(duì)接10天之后，將進(jìn)行分離，隨后進(jìn)行第二次對(duì)接，繼續(xù)飛行半個(gè)月后，“神八”飛船將完成使命返回地球，而“天宮一號(hào)”將繼續(xù)在太空翹首以盼“神九”、“神十”以及身居其中的宇航員的到來。

動(dòng)力裝置

對(duì)接后組合體　只受天宮“管理”

　　朱毅麟表示，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是不能同時(shí)使用的。兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管都在兩者的“屁股后面”，且朝著相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。但是對(duì)接時(shí)，“神八”和“天宮一號(hào)”是“頭對(duì)頭”，這樣相對(duì)來說，兩者的發(fā)動(dòng)機(jī)噴管轉(zhuǎn)動(dòng)方向就正好相反了。

　　“對(duì)接成功后，‘新組合體’只能使用其中一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。”朱毅麟說，到時(shí)要使用“天宮一號(hào)”的發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　因?yàn)閷?duì)接成功后，“神八”飛一段時(shí)間就返回地球了，“天宮一號(hào)”則要繼續(xù)在軌道上運(yùn)行，所以如果“新組合體”使用“神八”的發(fā)動(dòng)機(jī)，那“天宮一號(hào)”的發(fā)動(dòng)機(jī)就得暫時(shí)關(guān)閉，等到“神八”返回地球后，“天宮一號(hào)”的發(fā)動(dòng)機(jī)還要重新啟動(dòng)。

　　其次，在整個(gè)對(duì)接過程中，其實(shí)“天宮一號(hào)”都處于主導(dǎo)地位，不僅與“神八”對(duì)接，將來還會(huì)與“神九”、“神十”對(duì)接。所以“新組合體”將用“天宮一號(hào)”的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。

突破

“神天”對(duì)接技術(shù)都是中國的東西

　　中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平10月30日說，從總體方案講，我們的首次交會(huì)對(duì)接任務(wù)和當(dāng)時(shí)美俄的做法是不一樣的。美國和前蘇聯(lián)都是飛船與飛船對(duì)接，而大家都知道我們這次是研制了一個(gè)目標(biāo)飛行器作為對(duì)接的目標(biāo)。

　　天宮一號(hào)除了完成交會(huì)對(duì)接以外，與飛船相比，它可以給人提供訪問、工作、生活的支撐能力，所以我們飛船和目標(biāo)飛行器對(duì)接以后，人可以進(jìn)到這個(gè)目標(biāo)飛行器里面去，在里面生活和工作一段時(shí)間，包括進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如果用飛船去做，這個(gè)是做不到的。我們的目標(biāo)飛行器也是一個(gè)小型的天空實(shí)驗(yàn)室。利用這個(gè)目標(biāo)飛行器，我們可以去研制和驗(yàn)證空間站的一些技術(shù)，為我們未來空間站的研發(fā)打下比較好的基礎(chǔ)。

　　交會(huì)對(duì)接非常重要的就是測(cè)量和控制技術(shù)，這都是我們的科研單位自主研發(fā)的，從設(shè)備到軟件到仿真等等，都是中國的東西。所以要我數(shù)細(xì)節(jié)的話，這些東西都是新的，都是我們國家航天工業(yè)自主創(chuàng)新的成果。