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專家詳解“神八與天宮”二次交會特點難點

海口網(wǎng)　http://m.taikongsh.cn　時間：2011-11-13 22:11

????資料圖：2011年11月3日交會對接 11月3日凌晨，天宮一號和神舟八號對接鎖緊完成。這是在北京航天飛行控制中心翻拍的交會對接瞬間演示圖。新華社記者王永卓攝

????資料圖：新華社圖表，北京，2011年11月3日圖表：神舟八號/天宮一號對接——首次對接成功新華社記者王永卓編制。

?專家解讀二次交會對接新特點

　　二次交會對接進(jìn)行在即，第二次交會對接與第一次交會對接有何不同？難度何在？北京飛控中心副總師李劍接受新華社記者專訪，對二次交會對接新特點進(jìn)行解讀。

　　“首次交會對接進(jìn)行的非常順利，精度很高。”李劍說，“現(xiàn)在組合體的飛行狀態(tài)是天宮在后，飛船在前，飛船處于倒飛狀態(tài)。在二次對接的時候，天宮一號首先要調(diào)１８０度姿態(tài)，轉(zhuǎn)頭朝后，飛船正飛。這個狀態(tài)與第一次對接的時候是一樣的。”

　　據(jù)李劍介紹，二次交會對接與一次的不同主要有兩點，一是飛船要先進(jìn)行撤離；二是對接在光照區(qū)進(jìn)行。

　　撤離，是一個全新的環(huán)節(jié)。“首次對接成功后，兩個飛行器進(jìn)行了鎖緊。現(xiàn)在就要打開這個鎖，通過兩個對接機(jī)構(gòu)上的分離推桿，把兩個飛行器推開。二者以一定的速度分開，分開之后，在觀察具備二次對接條件后，再對上去。”李劍說。

　　另一與首次交會對接的不同在于，對接的光照條件不一樣。首次交會對接是在陰影區(qū)進(jìn)行，而二次則是在光照區(qū)。據(jù)李劍介紹，相對導(dǎo)航測量設(shè)備受到強(qiáng)光干擾，可能會產(chǎn)生一些狀況，對交會對接的穩(wěn)定性也是極大的挑戰(zhàn)。?

　　專家解讀二次交會對接三大難點

　　北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹說，第二次對接將在陽照區(qū)進(jìn)行，對在光照條件下的交會對接來說，依然充滿著風(fēng)險和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個方面：

　　一是第二次交會對接在陽照區(qū)進(jìn)行，由于雜光干擾強(qiáng)烈，對測量設(shè)備敏感器的測量精度和相對導(dǎo)航的可靠性均造成較大的影響，對交會對接的可靠實施帶來了一定的風(fēng)險。

　　二是由于組合體第一次實施分離控制時，有一系列的機(jī)械動作，組合體能否按計劃精確地完成分離，是完成二次對接的關(guān)鍵所在。在這個環(huán)節(jié)，我們制定了一系列的應(yīng)急預(yù)案和措施，保證在異常情況下也能有效分離。

　　三是組合體分離時，在機(jī)械力的作用下，兩個航天器逐漸遠(yuǎn)離，由于作用力的不平衡性，可能會出現(xiàn)較大的姿態(tài)擾動，對正常撤離產(chǎn)生一定的影響。如何控制好兩個目標(biāo)的相對姿態(tài)，保持好相對導(dǎo)航，也是二次對接任務(wù)的重點之一。

　　神八／天宮為何扭轉(zhuǎn)方向進(jìn)行二次對接？

　　在二次交會對接前，神舟八號與天宮一號的組合體要重新進(jìn)行轉(zhuǎn)向１８０度，轉(zhuǎn)回天宮在前、飛船在后的運(yùn)行狀態(tài)。那么，為何不直接以原有姿態(tài)，即飛船在前、天宮在后的姿態(tài)進(jìn)行分離和二次對接呢？

　　據(jù)北京航天飛行控制中心副總工程師李劍介紹，神舟八號與天宮一號進(jìn)行首次交會對接時，二者轉(zhuǎn)入組合體狀態(tài)后，組合體調(diào)頭，天宮在后、飛船在前繼續(xù)在軌運(yùn)行。這種位置安排是考慮到天宮一號負(fù)責(zé)整個組合體的運(yùn)行，其發(fā)動機(jī)裝在后面，因而天宮一號處于后方，對接后發(fā)動機(jī)點火可進(jìn)行軌道維持，這也是正常的組合體運(yùn)行狀態(tài)。

　　李劍解釋說，選擇這樣的方式，主要考慮光照條件并保持與第一次對接姿態(tài)一致。

　　而二次交會對接前飛船的分離形態(tài)，與二次交會對接后飛船最終撤離天宮的方式也不相同。二次交會對接前，組合體進(jìn)行１８０度調(diào)頭，飛船正飛分開。而最終撤離返回的時候，組合體不再調(diào)頭，飛船采取倒飛撤離，即直接從前面撤離。

　　專家詳解“神舟八號”與“天宮一號”分離細(xì)節(jié)

　　相聚時難別亦難且看太空“相別離”

　　——專家詳解“神舟八號”與“天宮一號”分離細(xì)節(jié)

　　“神舟八號”與“天宮一號”攜手遨游太空已近兩周，１４日它們將迎來第一次太空分離、第二次太空交會對接任務(wù)。記者來到兩個航天器對接機(jī)構(gòu)的研制單位——上海航天技術(shù)研究院，詳細(xì)了解它們將如何在太空“相別離”。

　　利用彈簧力將兩個航天器輕輕推開

　　據(jù)上海航天技術(shù)研究院研究員、交會對接大型地面試驗系統(tǒng)原負(fù)責(zé)人陶建中介紹，“神舟八號”與“天宮一號”成功交會對接以后，兩個航天器組合體的連接主要依靠對接面上１２把對接鎖，每把對接鎖的拉力３噸，共３６噸，這１２把對接鎖由兩組對接鎖系電機(jī)驅(qū)動。

　　“當(dāng)‘神舟八號’與‘天宮一號’組合體的對接機(jī)構(gòu)控制器接到分離指令后，對接鎖系就將執(zhí)行分離指令，實施解鎖動作，時間需要３－４分鐘；對接鎖解開后，將通過對接面上４個被壓縮的彈簧推桿的彈簧力，將兩個８噸多重的航天器輕輕推開。”陶建中說，“這個彈簧力并不大，只有幾百牛頓，相當(dāng)于幾十公斤。兩個航天器被推開后，將保持一定姿態(tài)，緩緩分離，直至準(zhǔn)備執(zhí)行第二次交會對接任務(wù)。”

　　在浩瀚無垠太空，讓兩個交會對接的航天器組合體成功分離，是保證宇航員安全返回地球的前提。上海航天技術(shù)研究院在對接結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采取了多種“冗余”措施以確保航天器組合體分離，如果自動分離不成功，還可以采取手動分離或火工品分離。

　　自２０世紀(jì)６０年代以來，全世界共進(jìn)行了３００多次太空交會對接活動，航天器上所使用的對接機(jī)構(gòu)主要有兩大類：一類是“異體同構(gòu)周邊”式對接機(jī)構(gòu)，另一類是“錐－桿”式對接機(jī)構(gòu)。瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平，我國對接機(jī)構(gòu)采用了導(dǎo)向板內(nèi)翻式的異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型。

　　據(jù)陶建中介紹，我國自主研制的對接機(jī)構(gòu)與“國際空間站”、“和平號”空間站、航天飛機(jī)、“聯(lián)盟號”飛船等航天器所使用的對接機(jī)構(gòu)兼容，在對接原理、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)尺寸上都保持一致。將來，如果我國要與國外進(jìn)行太空合作，對接機(jī)構(gòu)只需進(jìn)行適應(yīng)性的接口協(xié)調(diào)即可。