N据新华社电
今天,神九将再次撤离天宫目标飞行器,而后实施手控交会对接。为什么在自动对接成功后还要验证手控?手控交会有何难点?如何应对?专家为我们做出详细解答。
为何要手控?自动手控均验证才是完整的对接
神舟八号与天宫一号浪漫的太空之舞实现了中国首次自动交会对接。这一次,神九飞船将实现与天宫一号目标飞行器的手控交会对接。
既然以自动方式可以顺利完成飞行器的对接,为什么还要让神九进行手控对接?载人航天工程总设计师周建平说,从世界载人航天的发展来看,交会对接应该涵盖自动和人工两个方面,二者互为备份,缺一不可。只有自动和人工技术都得到验证,才是实现了完整的交会对接。
从世界范围看,世界各国交会对接情况各有千秋。美国航天飞机的交会对接主要是手控,自动是备份。而前苏联飞船的交会对接则以自动为主,手控作为备份。
在18日进行的神舟九号与天宫一号的载人自动交会对接中,飞船手动控制系统首次加电,为自动对接提供备份。一旦自动交会对接过程中出现异常情况,航天员将实施手动对接或撤离。这次对接十分顺利,未启用手控方案。
手控交会对接,也是对国产对接机构的进一步验证。
手控难在哪?准确判断位置严控三种偏差
周建平介绍,实施手控交会对接时,3名航天员返回飞船返回舱。随后,飞船自主撤离至距天宫一号400米处,再自主接近目标飞行器,在140米停泊点转由航天员手动控制,完成交会对接。
与以往飞行任务相比,神舟九号飞行难度和复杂程度大幅增加。对接过程中,航天员要准确判断两个航天器的相对位置,通过姿态和平移两个手柄,控制飞船姿态、前进速度和方向,对眼手协调性、操作精细性和心理素质要求极高。
中国航天员科研训练中心副主任白延强说,手控交会对接实际上是把两个高速飞行器对接起来,使其成为一个组合体。“神九飞船和天宫实验室飞行速度每小时超过上万公里,重量在8吨到9吨,对接时候要求接近的相对速度是0.2米/秒,角度偏差1°之内,横向偏差在0.2米到0.3米。”这就要求在对接过程中,严格控制高速飞行器的误差。
“这就像天宫上有个靶子,对接就是要像枪一样打中瞄准心。”白延强说,对接很容易出现三种偏差,“一是左右上下的俯仰偏差;二是位置偏差;三是发生了旋转,产生了姿态的偏离。”因此,要求航天员对这六个自由度的偏离有很好的把握。
手控交会对接带来的另一个难点是,航天员在地面的训练虽然是仿真的,但地面环境与太空毕竟不是百分之百相同。
如何确保成功?研制模拟设备训练从难从严
航天员选拔训练研究室主任吴斌说,航天员的手控交会对接训练细分为多个科目,训练从难、从严。科目设置考虑到阳照区、阴影区、有参数、无参数等多种状况,模拟了可能发生的40多种故障,同时在训练中也随机设置故障和偏差,给航天员增加噪声等干扰,设置各种情况,主要是为了从实践出发,使航天员无论处在什么样的状态,都能实现对接。
飞船系统总指挥何宇说,系统对飞船的适应性和可操作性进行了验证。部分技术人员作为实验“样本”,在地面模拟器上进行了测试。飞船针对载人交会对接形成了多种预案,确保飞船出现任何问题,都能及时、安全地退回。此外,飞船系统还专门组织了一支队伍,作为“地面支持岗”,陪同航天员进行交会对接训练。