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    光明日报 2011年11月03日 星期四

    星空无限 探索无尽

    《 光明日报 》( 2011年11月03日   06 版)
    神州八号发射:抛逃逸塔。新华社记者 高危编制

        天宫一号与神舟八号成功对接,标志着我国在突破和掌握空间交会对接技术上迈出了重要一步,开启了和平利用太空的新征程。

        交会对接技术是咋回事?

        中国载人航天工程总设计师周建平告诉记者,空间交会对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术,这一技术广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域,与载人天地往返、出舱活动并称为载人航天三大基本技术。

        顾名思义,“交会对接”分为“空间交会”和“空间对接”两部分。空间交会是指追踪航天器与目标航天器在空间轨道上按预定位置和时间进行相会,空间对接是在完成交会后两航天器在空间轨道上经过一系列对接动作,最后紧固连接成一个组合体航天器的过程。周建平说:“不突破和掌握空间交会对接技术,建设空间实验室、空间站的设想,都只能是空中楼阁。”

        空间交会对接技术又是当今航天领域最为复杂的技术之一,根据统计,从1966年3月16日,美国“双子星座”8号飞船与“阿金纳”目标飞行器完成世界上首次载人手动交会对接开始,迄今为止,全世界共进行航天器交会对接活动300余次,发生故障17次,故障率超过8%,交会对接也因此被称为航天安全“鬼门关”。

        神八与天宫是怎样交会对接的?

        让我们再回到神舟八号和天宫一号的“牵手”。首先科技工作者要确定航天器在太空中交会的最佳相位和时间。要实现精准对接,航天器需要在圆形轨道上沿直线交会,然而航天器发射入轨时的初始轨道,却都是椭圆形。因此,科技人员先要对天宫一号进行一系列轨道控制,使其瞄准目标相位。然后再根据天宫一号的轨道数据,计算出神舟八号的发射窗口和入轨参数,还要在神舟八号发射后,迅速实施变轨,确保它在天宫一号的后下方约52公里处做好对接前的准备。

        50公里,大约是北京市三环路一圈的长度。可是,对于以时速2万8千公里飞行的航天器来说,却不过是毫厘之间。周建平说:“打个比方,这就像一场太空中举行的接力赛,所不同的是,跑道设在了距地面343公里的太空,前面的选手拿着一根绣花针,后面的选手要把一根丝线从针眼里穿过去,而且两位选手都要保持高速飞行。”

        这时,天宫一号也不能“守株待兔”,地面指令要引导它进行轨道修正,并调头180度,敞开怀抱迎接神八飞来。经过这一番令人眼花缭乱的轨道控制,神舟八号和天宫一号就像牛郎织女,终于踏过天路迢迢,来到了“鹊桥”两端。

        在离地面343公里的太空轨道上,神舟八号和天宫一号绕地球一圈只需要90分钟,也就是说每45分钟就会经历一次昼夜更替。由于导引设备需要自身光源引导,因此,黑暗环境下更利于精确实施交会对接。此次天宫和神舟对接时,就是黑夜状态。

        对接开始时,必须确保两个航天器处于同一直线上。最初的接触会触发一些小型撞锁来连接两个航天器,实现柔性连接;之后,对接设备将两个航天器拉近紧贴在一起,实现刚性连接;最后,再通过密封连接设备封闭对接口缝隙,在天宫一号和神舟八号之间形成一个直径约80厘米的通道。

        下一步我们要做什么?

        据中国载人航天工程有关负责人透露,2016年前,中国将研制并发射两个空间实验室,突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用;2020年前后,将研制并发射核心舱和实验舱,在轨组装成60吨级的载人空间站,突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术并开展较大规模的空间应用。

        中国载人航天工程高级顾问王永志院士说,中国载人航天工程建设规划借鉴了苏联的模式,采取先搞飞船、再建空间实验室、然后建设空间站的“三步走”发展战略。

        按照这一战略,第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验。神舟五号载人航天飞行任务的成功,标志着我国已顺利实现“第一步”战略任务。

        第二步,突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,利用载人飞船技术研制、发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功,表明我国掌握了航天员空间出舱活动关键技术;神舟八号与天宫一号交会对接成功,则实现了空间交会对接关键技术突破;后续任务重点是全面掌握空间交会对接技术,解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题,为实施“第三步”任务,即建造空间站,在太空搭建有人参与的科学技术创新试验平台做准备。

        记者从中国航天员科研训练中心采访时了解到,载人交会对接专项训练课程已经全面展开。2名女航天员正在同其他经过初步选拔的航天员一道,认真开展交会对接地面模拟训练。

        2011年7月,亚特兰蒂斯号在肯尼迪航天中心徐徐降落,美国持续30年的航天飞机时代正式谢幕。3个多月后,中国自主研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在太空中深情相吻,中国未来空间站建设的大幕正缓缓开启。

        这只是一个时间上的巧合——然而越来越多的人们发现,在人类探索太空的征途上,中国肩上的担子正变得越来越重。

        星空无限,探索无尽。首次交会对接任务成功,为我们打开了眺望未来的窗口。太空深处,中国空间站的坐标更加清晰!

        (本报北京11月3日电 通讯员宗 兆盾  本报记者 齐芳) 

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