
“天宫一号”“神舟八号”交会对接过程示意图。 新华社发
“天宫一号”“神舟八号”相对速度不能超过每秒0.2米 横向偏差不能超过18厘米
执行我国载人航天工程首次空间交会对接任务的目标飞行器“天宫一号”昨日成功升空。未来的一段时间里,追踪飞行器“神舟八号”也将被发射,去追赶“天宫一号”。此次,如果“天宫一号”和“神舟八号”飞船成功一“吻”,中国将成为世界上第三个完整掌握交会对接技术的国家。
过程
两个8吨重“大个子”时速2.8万公里“拧螺丝”
空间交会对接是追踪飞行器和目标飞行器在预定的空间轨道交会,并在结构上连成一体的过程。交会对接技术与载人天地往返技术、航天员空间出舱活动技术是载人航天发展的三项基本技术。
早在上世纪90年代末,中国航天人就开始研制太空对接机构,并进行了大量的地面试验。当时的一批老航天人,如今想起来还都觉得“捏着一把汗”。这是因为,两个8吨重的物体,在太空中以第一宇宙速度(相当于每小时28440公里)飞行的同时,还要完成无缝对接,其难度可想而知,稍微刮擦后果都是不可想象的。
有关专家这样表述:“对接、分离时不但相关各舱室的气体不能泄漏,舱与舱之间要‘天衣无缝’,而且接合时需保持平稳,不能剧烈晃荡,这就好比在太空‘拧螺丝’。”
对接装置构造复杂 只有我国和美俄能设计制造
首先,两个航天器必须处于同一轨道面的同一个轨道上,相对速度不能超过0.2米/秒(“神八”运行速度略高于“天宫一号”)。如果计算不准,两个高速运行的航天器很可能“追尾”。
交会时,“天宫一号”与“神八”听从地面的远程控制,对接则完全依靠各自传感器之间的沟通导航。
当两个飞行器进入“无限逼近交会”阶段后,便开始对接。首先是捕获两个飞行器的对接机构同时伸出三个板状导向器,通过榫式交叉把对方牢牢抓住;再矫正到精确位置,然后拉紧,锁住,形成一个密闭通道;待充气检漏之后,“天宫一号”与“神八”就连在一起共同飞行,直到“神八”返回地球。
“天宫一号”的对接机构共有118个传感器进行测量,5个控制器接发指令,上千个齿轮轴承进行力和运动的传递,通过14个电机和电磁拖动机构进行动作。这种由数以万计的零件和紧固件组成复杂的、机电一体化的周边式对接机构,至今只有我国和美、俄能设计制造。
为防意外分别制订
200多种故障预案
空间飞行器交会对接是航天领域公认的技术难关。我国首次空间交会对接试验同样面临着高风险的挑战,为此我国对交会对接方案进行了充分的地面仿真与试验验证。同时,研究人员还针对“天宫一号”和“神舟八号”分别制订了200多种故障预案,并加强了故障处置演练。
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