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專家詳解“神八與天宮”二次交會(huì)特點(diǎn)難點(diǎn)

?？诰W(wǎng)　http://m.6chong.cn　時(shí)間：2011-11-13 22:11

????資料圖：2011年11月3日交會(huì)對(duì)接 11月3日凌晨，天宮一號(hào)和神舟八號(hào)對(duì)接鎖緊完成。這是在北京航天飛行控制中心翻拍的交會(huì)對(duì)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?qǐng)D表：神舟八號(hào)/天宮一號(hào)對(duì)接——首次對(duì)接成功新華社記者王永卓編制。

?專家解讀二次交會(huì)對(duì)接新特點(diǎn)

　　二次交會(huì)對(duì)接進(jìn)行在即，第二次交會(huì)對(duì)接與第一次交會(huì)對(duì)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(duì)二次交會(huì)對(duì)接新特點(diǎn)進(jìn)行解讀。

　　“首次交會(huì)對(duì)接進(jìn)行的非常順利，精度很高?！崩顒φf(shuō)，“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(duì)接的時(shí)候，天宮一號(hào)首先要調(diào)１８０度姿態(tài)，轉(zhuǎn)頭朝后，飛船正飛。這個(gè)狀態(tài)與第一次對(duì)接的時(shí)候是一樣的?！?/p>

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

　　撤離，是一個(gè)全新的環(huán)節(jié)?！笆状螌?duì)接成功后，兩個(gè)飛行器進(jìn)行了鎖緊?，F(xiàn)在就要打開這個(gè)鎖，通過(guò)兩個(gè)對(duì)接機(jī)構(gòu)上的分離推桿，把兩個(gè)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(duì)接條件后，再對(duì)上去?！崩顒φf(shuō)。

　　另一與首次交會(huì)對(duì)接的不同在于，對(duì)接的光照條件不一樣。首次交會(huì)對(duì)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(duì)導(dǎo)航測(cè)量設(shè)備受到強(qiáng)光干擾，可能會(huì)產(chǎn)生一些狀況，對(duì)交會(huì)對(duì)接的穩(wěn)定性也是極大的挑戰(zhàn)。?

　　專家解讀二次交會(huì)對(duì)接三大難點(diǎn)

　　北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹說(shuō)，第二次對(duì)接將在陽(yáng)照區(qū)進(jìn)行，對(duì)在光照條件下的交會(huì)對(duì)接來(lái)說(shuō)，依然充滿著風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　一是第二次交會(huì)對(duì)接在陽(yáng)照區(qū)進(jìn)行，由于雜光干擾強(qiáng)烈，對(duì)測(cè)量設(shè)備敏感器的測(cè)量精度和相對(duì)導(dǎo)航的可靠性均造成較大的影響，對(duì)交會(huì)對(duì)接的可靠實(shí)施帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。

　　二是由于組合體第一次實(shí)施分離控制時(shí)，有一系列的機(jī)械動(dòng)作，組合體能否按計(jì)劃精確地完成分離，是完成二次對(duì)接的關(guān)鍵所在。在這個(gè)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(shí)，在機(jī)械力的作用下，兩個(gè)航天器逐漸遠(yuǎn)離，由于作用力的不平衡性，可能會(huì)出現(xiàn)較大的姿態(tài)擾動(dòng)，對(duì)正常撤離產(chǎn)生一定的影響。如何控制好兩個(gè)目標(biāo)的相對(duì)姿態(tài)，保持好相對(duì)導(dǎo)航，也是二次對(duì)接任務(wù)的重點(diǎn)之一。

　　神八／天宮為何扭轉(zhuǎn)方向進(jìn)行二次對(duì)接？

　　在二次交會(huì)對(duì)接前，神舟八號(hào)與天宮一號(hào)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(duì)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(hào)與天宮一號(hào)進(jìn)行首次交會(huì)對(duì)接時(shí)，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(hào)負(fù)責(zé)整個(gè)組合體的運(yùn)行，其發(fā)動(dòng)機(jī)裝在后面，因而天宮一號(hào)處于后方，對(duì)接后發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)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(shuō)，選擇這樣的方式，主要考慮光照條件并保持與第一次對(duì)接姿態(tài)一致。

　　而二次交會(huì)對(duì)接前飛船的分離形態(tài)，與二次交會(huì)對(duì)接后飛船最終撤離天宮的方式也不相同。二次交會(huì)對(duì)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(shí)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(hào)”與“天宮一號(hào)”分離細(xì)節(jié)

　　相聚時(shí)難別亦難且看太空“相別離”

　　——專家詳解“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”分離細(xì)節(jié)

　　“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”攜手遨游太空已近兩周，１４日它們將迎來(lái)第一次太空分離、第二次太空交會(huì)對(duì)接任務(wù)。記者來(lái)到兩個(gè)航天器對(duì)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(gè)航天器輕輕推開

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

　　“當(dāng)‘神舟八號(hào)’與‘天宮一號(hào)’組合體的對(duì)接機(jī)構(gòu)控制器接到分離指令后，對(duì)接鎖系就將執(zhí)行分離指令，實(shí)施解鎖動(dòng)作，時(shí)間需要３－４分鐘；對(duì)接鎖解開后，將通過(guò)對(duì)接面上４個(gè)被壓縮的彈簧推桿的彈簧力，將兩個(gè)８噸多重的航天器輕輕推開。”陶建中說(shuō)，“這個(gè)彈簧力并不大，只有幾百牛頓，相當(dāng)于幾十公斤。兩個(gè)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(huì)對(duì)接任務(wù)?！?/p>

　　在浩瀚無(wú)垠太空，讓兩個(gè)交會(huì)對(duì)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(duì)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dòng)分離不成功，還可以采取手動(dòng)分離或火工品分離。

　　自２０世紀(jì)６０年代以來(lái)，全世界共進(jìn)行了３００多次太空交會(huì)對(duì)接活動(dòng)，航天器上所使用的對(duì)接機(jī)構(gòu)主要有兩大類：一類是“異體同構(gòu)周邊”式對(duì)接機(jī)構(gòu)，另一類是“錐－桿”式對(duì)接機(jī)構(gòu)。瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平，我國(guó)對(duì)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(guó)自主研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)與“國(guó)際空間站”、“和平號(hào)”空間站、航天飛機(jī)、“聯(lián)盟號(hào)”飛船等航天器所使用的對(duì)接機(jī)構(gòu)兼容，在對(duì)接原理、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)尺寸上都保持一致。將來(lái)，如果我國(guó)要與國(guó)外進(jìn)行太空合作，對(duì)接機(jī)構(gòu)只需進(jìn)行適應(yīng)性的接口協(xié)調(diào)即可。