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天宫一号目标飞行器发射成功之后,将与神舟八号交会对接。
载人航天总设计师周建平说,从技术上看,交会对接难度比神七时候的航天员出舱难度大,茫茫太空,一前一后高速运转的两个航天器,要彼此面对面,并且紧密连接为一体,难度如同在太空穿针。周建平日前表示,相比美国、俄罗斯每次均需发射两艘飞船进行一次对接,中国制造的天宫一号飞行器将分别与三艘飞船进行对接,减少了两次发射,显著降低成本,可以说是少花钱多办事。
【难度】比出舱还难 像在太空穿针
交会对接实际上分为交会和对接两个过程。具体来说,是先把天宫一号这个目标飞行器调整到一个预定的交会对接轨道上,摆好姿态,等待交会对接。之后发射神舟八号飞船,来“追”目标飞行器,飞船主动,目标飞行器被动。
空间交会对接,涉及两个飞行器之间的准确协同,是我们过去没有做过的事情。可以说,从技术上来说,交会对接难度比神七时候的航天员出舱难度大。打个比喻,有点像在太空穿针。在对接过程中,如果控制不准,就可能发生航天器相撞事故。因此,需要进行大量试验才能掌握这一技术。茫茫太空,一前一后发射在太空轨道高速运行的两个航天器,要彼此面对面,并且紧密连接为一体,难度可想而知。
【掐秒】神八发射时间一秒也不能迟
因为交会对接任务是两个航天器共同来组织实施的,就是说天宫一号目标飞行器发射升空以后,建立一个对接轨道,那么神舟八号的发射就要考虑对接轨道的发射需求,目前采用的是共面发射,这个共面发射就要求飞船的发射窗口是零窗口,就是说飞船要准时发射,不能出现推迟的情况。
载人航天工程发射场系统副总设计师郑永煌表示,天宫一号的发射窗口宽度是15分钟,而下一步的神八飞船发射要求零窗口准时发射,一点也不能推迟。之前大家也会注意到,我们发射会基本上准确到分,而天宫一号发射后,神舟八号的发射则要准确到秒,这样才能满足交会对接任务的发射要求。
【挑战】每秒飞行7.7千米不能有闪失
航天器空间交会对接飞行在工程上实现绝非易事。国外的成熟技术从来不卖给中国,我们只能从零开始。周建平说,这给从未涉足这一领域的中国航天人提出了三大挑战。
第一个挑战是测量。由天链一号卫星、国内外16个陆基测控站以及3艘远望号测量船组成的测控通信网,具备对飞船和天宫一号的准确测定轨和轨道预报能力。当两个航天器相距只有数十公里时,测控网无法对它们的相对位置提供更精确支持,需航天器之间互相配合,逐步接近,能否有效成功还要通过这次试验来验证。
第二个挑战是控制。首先是控制精度,飞船必须在两个飞行器相接触前,将与目标飞行器的横向偏差控制到若干厘米的范围。其次,送入太空的每一公斤甚至每一克重量,都是精打细算、十分珍贵的。如何消耗最少的推进剂完成交会对接,也是对控制策略和方法的重大考验。
第三个挑战是对接。经过复杂的测量和控制过程后,两个航天器越挨越近。航天器上的捕获机构像钩子一样,实现两个飞行器的捕获。此后,缓冲、拉紧、锁紧这一系列动作必须一气呵成。稍有闪失,每秒7.7千米高速飞行的航天器就可能会酿成重大事故。
【部署】建设空间站正在方案论证
从神舟一号到神舟七号,从天宫一号到神舟八号、九号、十号,周建平说:“这一切,都在为建设中国自己的空间站做准备。国家已经批准立项建设空间站,我们正在进行方案论证。”交会对接,是建造空间站必须掌握的一项关键技术,迈出这一步,空间站指日可待。空间站可以提供地球上不具备的科学研究平台,其微重力、高真空等条件对材料学、生物学、医药学具有特殊意义,其高位置的优势对地球科学、外太空探索极有意义,可以获得很多意想不到的收获。
中国载人航天工程空间应用系统副总设计师张善从昨天表示,近期将向全国征集载人
空间站应用项目建议,目前已对空间站建成后将要开展的科学实验进行了规划,主要有空间地球科学与应用、空间生命科学与生物技术、空间材料科学、微重力基础物理、微重力流体物理与燃烧科学、空间物理与空间环境、空间天文和空间应用新技术等八个领域的应用任务。
【悬念】首位女航天员亮相?
中央电视台官方网站对天宫一号的发射进行了微博直播,一张主题为“有望飞天的山东女飞行员”的照片吸引了众多网友的目光。这是女航天员身影第一次出现在大众眼前。
据介绍,中国载人航天工程航天员系统副总设计师在酒泉卫星发射中心透露,女航天员现在正按部就班地开展训练,最早可能乘神舟十号飞船,也就是两年内进入太空,而女航天员用品的设计将体现中国特色。
中国航天员科研训练中心主任、载人航天工程航天员系统总指挥、总设计师陈善广介绍,目前女航天员的用品设计已经基本完成,等待在飞行中检验。选拔出的两名女航天员正紧锣密鼓开展训练,目前两名女航天员的精神状态、参试
热情以及训练的各方面技能都非常好,还在继续进行相关基础和技能训练。女航天员基本训练和男航天员一样,在体能
训练上考虑女性特征,强度上略微调整,柔韧性训练上也有所不同,知识技能方面是一致的。