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■ 神舟八号发射示意图图CFP

  “神舟八号”飞船进入发射倒计时,即将与已在轨稳定运行的“天宫一号”实现我国航天器的首次空间交会对接。上海宇航系统工程研究所研究员陶建中日前做客第35期院士专家讲坛,详解“神八”和“天宫”面对面时,最具挑战性也最激动人心的精彩时刻。

  交会对接是航天大事

  航天事业发展中,交会对接可谓最重要的航天技术,无论是第一次还是每一次,都是至关重要的航天大事。空间科学研究、开发空间资源等活动是一个长期过程,离不开空间站平台。载人飞船只是天地往返的运输工具,飞行时间短,有效载荷重量小,而空间站规模可以比较大,在轨运行时间长,是保证人类空间活动的最有效空间设施。交会对接使得运输工具和平台得以联接在一起,不仅能把人送进空间站,还可以用于货物补给和空间站建造,是中国空间站的起点。

  由上海航天人承担的“神舟八号”与“天宫一号”的首次对接,看上去是在完成上世纪60年代美国和前苏联早已实现了的技术动作,实际上其技术内涵大大提升:采用的不是传统“锥-杆”式结构,而是目前比较先进的周边式对接机构,即整个机构装置全在周边,中间留有直径0.8米的通道,这样的通道更利于航天员走动,适合大质量的航天器对接。

  整个对接过程中,两个重量均超过8吨,时速高达28000公里以上的庞然大物,要在距地约343公里的高度轨道上完美“牵手”,需准确无误地完成碰撞、捕获、缓冲、校正、拉近,拉紧、密封、刚性连接八个技术细节,大约耗时十分钟。

  细看对接“精彩时分”

  观看“神舟八号”对接“天宫一号”的电视直播时,也许会遭遇沉默十分钟——画面中,两个航天器已经“手拉手”并排在一起,指挥中心却迟迟未宣布“对接成功”。陶建中研究员提醒大家,千万不要担心,只需耐心等待,因为两个航天器正在“暗中”施展拳脚,完成8大对接细节。

  “神八”会“天宫”,当追至相距约100公里时,通过接收美国GPS、中国北斗和俄罗斯格洛纳斯三种导航系统的卫星信号定位,调整自己的姿态和速度,并开始自主导航。之后,随着距离的不断拉近,激光跟踪仪等一系列精密仪器不断开启。在相对距离不超过300毫米,角度偏差不超过5度、相对速度0.2米/秒的情况下, “神八”将轻轻地撞上来。碰撞后,“天宫”捕获“神八”,再通过一系列工程力学作用,将两个物体碰撞产生的能量吸收掉,实现“缓冲”。这前三个动作完成,约需60秒。

  在此飞行过程中,两个航天器必然会有一定偏差,需要用80秒钟完成姿态“校正”。之后,再经过“拉近”和“拉紧”两个动作,分别在240秒和220秒之内完成,将“神八”与“天宫”连为一体。接下来,是边缘密封和刚性连接,然后压力阀开始运作,确保两个空间内的压力相当。最终,一个直径0.8米的通道形成,两个航天器之间的物资和人员可以交换。

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channelId 1 1 “太空之吻”须完成八个技术动作 1 航天事业发展中,交会对接可谓最重要的航天技术,无论是第一次还是每一次,都是至关重要的航天大事