“神舟八號”與“天宮一號”攜手遨游太空已近兩周，14日它們將進(jìn)行第一次太空分離、第二次太空交會對接。

      13日22時37分，天宮一號/神舟八號組合體在距地面高度約343公里的近圓軌道上偏航180度，建立倒飛姿態(tài)，為實施二次交會對接做好了準(zhǔn)備。從“神舟八號”與“天宮一號”分離，到二次對接鎖緊完成，全程約半小時。

      對接準(zhǔn)備  為何“轉(zhuǎn)身”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、飛船在后的運行狀態(tài)。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。

　　風(fēng)險依舊  二次對接三大難點

　　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，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。

      分離原理  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)?！?/p>

　　在浩瀚無垠的太空，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。

　　交會對接是航天領(lǐng)域中一項技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模龐大、變量參數(shù)多的控制技術(shù)，為了得到一個高度可靠并且有容錯和診斷功能的系統(tǒng)，在地面進(jìn)行仿真模擬試驗是一個有效途徑。

　　“‘神舟八號’和‘天宮一號’對接機(jī)構(gòu)在‘上天’之前，已經(jīng)在地面上進(jìn)行1101次對接試驗、647次分離試驗。”陶建中說，“我國第一次太空交會對接任務(wù)完成得十分完美精確，所有步驟均按設(shè)計狀態(tài)進(jìn)行，沒有一處差錯，沒有動用一個預(yù)案?！?/p>

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