http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-11-05
神舟八号与天宫一号对接环接触。(视频截图)
专家:中国载人航天工程建设规划借鉴苏联模式
太空之“吻”
——中国载人航天开启和平利用太空新征程
中新网11月3日电 北京时间11月3日凌晨1时36分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船成功实现首次交会对接。两个高速飞行的航天器,在茫茫太空中深情相吻,这奇妙的太空之“吻”,定格成一幅动人画面,将永远镌刻于中国航天事业的史册。
这是一枚“胜利之吻”,实现了中国载人航天关键技术的新突破
仿佛从尘封的敦煌壁画中走来,“飞天仙子”衣袂飘飘,穿越时空,唤起人们对浩瀚太空的无限向往。
从嫦娥奔月的传说到万户飞天的壮举,对未知世界充满好奇,滋生着一个古老民族生生不息的前进动力。
从“东方红一号”升空到北斗卫星组网,从无人飞行到载人飞行,从太空漫步到深空探测,仰望星空,中国航天的高度正在不断刷新。
今天,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。
500年前,吴承恩在《西游记》中这样描述他心目中的天宫:“天上有三十三座天宫,一宫宫脊吞金稳兽;又有七十二重宝殿,一殿殿柱列玉麒麟……”
长久以来,琼楼玉宇、筑梦太空的“天宫”梦想,吸引着世界各国航天人孜孜以求、不懈探索。
然而,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,由于交会对接涉及两个航天器协同飞行,系统复杂,技术密集,风险极大。
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,到1967年10月30日,苏联“宇宙”188号飞船与“宇宙”186号飞船进行世界上首次无人自动交会对接;从1986年和平号空间站核心舱发射升空,到1998年国际空间站开始建造;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”。
然而,这又是一道必须迈过的关口。“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”, 中国载人航天工程总设计师周建平如是说。
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。
据介绍,空间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。每个过程都充满了艰辛和挑战。
首先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,就是船上的黑夜状态。
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。
天上吻得热烈,地上却煞费苦心。
为执行这次任务,科技人员研制了全新的天宫一号目标飞行器,改进研制了神舟八号飞船,两个航天器上装载设备1100余台,其中半数以上是新研产品。
为执行这次任务,用于发射天宫和神八的两枚运载火箭都作了改型,与执行神七任务的火箭相比,发射天宫一号的火箭技术状态变化达176项,发射神舟八号的火箭技术状态变化达194项,两枚火箭14万8千多条焊缝,技术人员一条一条地进行了认真检查。
为执行这次任务,科技人员综合调用陆海天基测控网络,从大洋深处的远望号测量船,到数万公里高轨道的天链卫星,从遍布各地的地面测控站,到运筹帷幄的飞行控制中心,精测妙控、巡天牧舟,使我国航天测控精度成倍提高。
这是一枚“和平之吻”,树立起国际航天领域合作共赢的新典范
天宫一号的实验舱内,搭载着一个特殊包裹,里面装有300面国际宇航联合会会旗。这些旗子是前不久由中国载人航天工程代表团从法国带回来的。
今年6月,中国载人航天工程代表团应邀出席巴黎航展。航天员翟志刚作为中方代表接受国际宇航联合会移交的会旗。双方约定,将由天宫一号搭载这些会旗飞向太空,并于明年由中国执行载人交会对接任务的航天员带回地面。
此前,这些旗子曾搭乘俄罗斯联盟飞船送抵国际空间站,再由美国奋进号航天飞机带回地球。乘坐天宫一号旅行,将使它们在世界上所有现役载人航天器上实现搭载,成为世界各国深化航天合作的重要象征。
如果说搭载这些旗子只是一种象征性的表态,那么,走近中国航天,你会发现,中国与世界的交流合作已取得诸多实质性进展。
神舟八号飞船搭载的众多空间科学实验项目中,包括利用德国生物培养箱开展空间生命科学实验的研究。根据中国载人航天工程办公室与德国宇航中心签订《关于在载人航天领域发展合作的框架协议》,这只是双方合作的开始,中德将在空间科学实验方面迎来更加广阔的合作前景。
本月5日,是“火星500”实验预定结束的日子,位于俄罗斯科学院莫斯科生物医学问题研究所的封闭舱将打开舱门,来自中国、俄罗斯、法国、意大利的6位志愿者将结束长达520天的“飞行”,从火星“返回”地球。中国志愿者王跃和中方多个空间科学研究项目参加了此次实验。
这只是中俄航天合作的一个缩影。据中国载人航天工程办公室主任王文宝介绍,自上世纪90年代以来,中俄在载人航天飞行产品、航天员训练、航天测控等领域进行了广泛深入的交流与合作。在神舟七号载人航天飞行任务中,俄制“海鹰”航天服和我国研制的“飞天”舱外航天服,共同支持了中国航天员首次空间出舱活动。
翻开王文宝主任今年的行程表,你会发现,中国与世界各国在航天领域的交流从未如此密集:3月30日,在北京航天城会见法国空间研究中心主席一行;4月1日,在北京航天城会见加拿大航天局局长一行;4月4日,率团访问德国宇航中心,就中德进一步开展载人航天领域合作问题进行交流;4月9日,率团访问欧洲航天局,与该局局长就载人航天领域可能的交流与合作方向进行深入探讨……
王文宝告诉记者,截至目前,中国已同多个国家、空间机构和国际组织签署了国际空间合作协议或谅解备忘录,在航天工程、卫星应用、发射服务等方面开展了积极有效的合作。
2010年9月,第61届国际宇航联大会在捷克首都布拉格开幕。来自世界各国航天界的3000名代表,围绕航天工业、科学和教育等方面的最新动态展开交流和对话。中国载人航天工程总设计师周建平率团参加会议,并与各国航天机构会议代表进行交流。会议宣布,第64届国际宇航联大会将于2013年在中国举办。
“世界潮流,浩浩荡荡,顺之者昌,逆之者亡”。曾经因为种种原因,试图把中国挡在世界航天俱乐部门外的力量,越发显得苍白;“合作共赢、同享太空”的理念,正在成为世界各国的普遍共识。
周建平此前在接受记者采访时,满怀激情地说,对于未知世界的探索是人类,包括不同的国家、不同的民族亘古以来的愿望。未来,人类载人航天活动将会越来越频繁,人类社会将能更充分地开发和利用空间资源,人类文明将会被扩展到更远更广阔的疆域。
这是一枚“定情之吻”,刻划出中国空间站筑梦太空的新坐标
这是一幅颇有意味的画面:
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。
这是一个时间上的巧合:
2020年,“国际空间站”将达到设计寿命,这个为宇宙探索做出巨大贡献的“功勋站”已经进入“老龄”,很可能将步“和平号”后尘,陨落于大洋深处。
而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。
猛然间,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。
50年前的4月12日,前苏联航天员尤里•加加林驾驶“东方”号飞船从拜科努尔发射场启程,实现了人类的首次太空之旅。50年来,人类航天历程充满惊喜和震撼,也历经悲壮和曲折。空间探索,加强了人类对宇宙、天体和地球本身的认识,空间技术也越来越广泛地应用于交通运输、大地勘测、资源调查、防灾救灾,在人类经济社会发展中发挥着越来越重要的作用。
进入21世纪,随着外空探索领域拓展,外空活动主体趋于多元。航天员搭乘航天飞机对哈勃望远镜及卫星实施维修,利用空间站平台在微重力环境下开展的各种物理、生物、医学、材料实验活动,不仅推动了科学技术发展,而且在实验手段、方法和条件等方面,为人们探索未知世界提供了全新的可能。
中国载人航天工程高级顾问王永志院士回忆起上世纪以来美、苏两国探索太空的跌宕历程,更像马拉松赛道上一场你追我赶的竞赛:
1961年4月12日,加加林飞向太空的消息传来,美国人顿时陷入全面焦虑。美国一直认为他们在航天技术上是全面领先的,可为什么第一颗升空的人造地球卫星是苏联的?如今,第一个飞上太空的又是苏联人。美国的飞船还在准备呢,苏联宇航员就已经遨游太空回来了。要是这样下去,航天技术的领头羊就变成苏联了!
美国决不甘心落后。经过研究,他们决定要实现载人登月,他们认为这个苏联跟不起,可以实现领先。因此可以说,加加林进入太空直接导致了美国快速决策实施载人登月,也就是后来的“阿波罗”计划。
从1961年决策实施,到了1969年,美国终于实现了“阿波罗”11号登月。人类登上了第一个地球以外的自然天体,创造力航天史的新记录。其时,苏联也想搞载人登月,可惜那一阶段,苏联火箭连续几次大爆炸,很大程度上迟滞了他们的计划。
苏联看到美国已成功登月,索性取消了登月计划,改为建造空间站,并在空间站建设技术上实现了领先。
结束登月计划后,美国马上着手研制航天飞机。1981年4月12号,恰好在加加林飞上太空20年后,美国的航天飞机成功实施第一次发射。
航天飞机研制成功后,美国又决定搞空间站。由于这方面的技术落后些,不得不拉苏联一起干。所以,现在国际空间站的核心舱还有基础设施方面的很多关键技术都是俄罗斯的。
2004年,美国提出重返月球计划,2010年,奥巴马取消了“重返月球”计划,但美国并没有停止在载人航天技术方面的探索。他们很快提出载人登陆火星的计划,目的就是想在未来载人航天技术发展中继续占据领先地位。
从这场旷日持久的竞赛中,可以看到,苏联载人航天的发展讲究实效,比较稳妥。从载人飞船起步,然后发展空间实验室,之后建空间站,一步一个脚印,积累了很多的经验。王永志告诉记者,中国载人航天工程建设规划,正是借鉴了苏联的模式,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。
琼楼玉宇知何处,天宫高筑待婵娟。记者在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。
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,中国航天的未来画卷更加壮美,让我们共同期待!(作者:宗兆盾 郭金超)
[中新网]
专家解读天宫对接轨控策略:精度是成功关键
中新网11月3日电 (谢波 郭金超)9月30日凌晨2点多,天宫一号快运行到第XXX圈时,指挥决策室内,一项重大飞控事件——交会对接前天宫一号第一次调相控制还要不要按计划进行的技术讨论如火如荼。由各系统专家组成的测控通信指挥部出现了两种不同意见。专家们把征求意见的目光投向北京航天飞行控制中心轨道专家,航天飞行动力学技术重点实验室主任唐歌实。
天宫调相控制是交会对接前的重要控制,对下一步轨控策略的选择是否正确、天宫能否按计划顺利进入交会对接任务轨道面至关重要。
关键时刻,唐歌实根据最新的空间环境参数对天宫轨道衰减进行了预测。他发现地磁活动指数和太阳辐射流量等数值非常大,太空环境复杂,对轨道的影响比预计要大得多。按照估算结果,唐歌实非常果断地得出了结论:天宫一号要提前进行调相控制。由于参数确凿,他的意见很快被采纳。这位40出头的轨道专家的精彩表现,再次让技术同行折服。
交会对接任务,轨控难度非常大。在地面上开车,摸得着,看得见,不是难事。但要在浩渺无际的太空里同时控制两个飞行器,却不是件容易的事。“精度”,是这项工作的准绳,唐歌实的“精度”来源于他深厚的理论功底和多年的实战经验,他用智慧为提高每一分精度而努力着。
交会对接飞控过程异常复杂漫长,在一连串精准控制的背后,常隐藏着难以预料的危机。天宫一号先于神舟八号两个月发射,如何控制“天宫”两个月后和“神八”处于同一轨道面,将关系到交会对接能否成功。然而,空间环境复杂多变,太阳活动频繁,对轨道确定和精度产生极大影响。虽然,美、俄对此已有研究,但突破关键技术要依靠自力更生,唐歌实感到了前所未有的挑战和压力。他带领实验室成员,开始了艰难的起步。
他组织优势力量对空间环境模型展开了深入分析研究,大量收集国际上相关专业部门监测信息,开展空间环境使用参数预估。那段时间唐歌实一吃完饭就钻进实验室,对各种数据进行计算核对。程序、公式、数据、符号……伴随着唐歌实在数据的海洋里游弋,他把思维和意志变成神奇的无形之手,进行着天地间的智慧交锋。他和他的团队富有创造性地对空间环境模型进行了创新。依据飞行器在太空中的不同姿态,产生的不同阻力,建立了相关的力学模型。利用了空间环境参数辨识策略、准实时大气密度模式修正技术,突破了中长期轨道预报难题,极大地提高了轨道控制精度,为交会对接任务成功奠定了坚实的基础。
XX月XX日到XX日,北京中心成功对天宫一号进行了4次调相控制,唐歌实用他们自己设计的轨控策略,遥指苍穹,用一串串电波指挥“远距离导引”、“自主控制”,11月2日,天宫、神八第一次交会对接成功,谱写了中国航天事业又一曲颂歌。
从载人航天到深空探测,我国航天事业的每一次发展都留下了唐歌实奋斗的足迹。他攻克的载人航天精密定轨技术、精确控制返回技术、月球精密定轨等技术,实现了我国航天测控领域的多项重大突破。
在不断超越创新过程中,唐歌实也体会着奋斗带来的乐趣。如今,他担负起航天飞行动力学技术重点实验室的建设重任,他和他的团队将目光瞄准了世界航天飞控技术新的高峰!我们期待唐歌实在决战太空的征程上,写下更多令人惊叹的辉煌篇章。(完)
[中新网]
神八与天宫飞行约12天将再对接 17日晚返回地面
中新网11月3日电 国务院新闻办今日就天宫一号/神舟八号交会对接试验有关情况举行新闻发布会,中国载人航天工程新闻发言人武平表示,组合体飞行12天左右,还将择机进行第二次交会对接试验,此后,两航天器分离,神舟八号飞船计划于11月17日晚返回地面。
武平指出,两航天器成功实现交会对接形成组合体,按照计划,组合体飞行12天左右后还将择机进行第二次交会对接试验,再次构成组合体,继续飞行2天。此后,两航天器分离,神舟八号飞船计划于11月17日晚返回地面。
武平详细通报了首次空间交会对接试验的有关情况。“今天凌晨01时36分,在轨运行30圈的神舟八号飞船和在轨运行541圈的天宫一号目标飞行器,在距离地面高度为343公里的轨道上成功实施了交会对接,实现两航天器刚性连接,形成组合体。组合体飞行由目标飞行器负责控制,飞船处于停靠状态。目前,组合体已绕地球飞行近6圈,设备工作正常,各项在轨试验进展顺利。”
武平介绍,神舟八号飞船于2011年11月1日5时58分07秒在酒泉卫星发射中心由长征二号F遥八火箭发射升空,火箭飞行583秒船箭分离,飞船准确进入预定轨道。
之后,神舟八号分别于飞行第5圈、第13圈、第16圈、第19圈和第24圈实施了轨道机动,进入到与天宫一号处在相同轨道面的交会对接轨道。
神舟八号飞行第28圈,相距天宫一号117公里时,两飞行器建立相对导航,在相对距离52公里处,北京时间11月2日23时08分,神舟八号转入自主控制。
在交会测量设备的导引下,神舟八号飞船经过55分钟的飞行,4次轨道机动,到达距离天宫一号5公里的停泊点;继续飞行85分钟,两飞行器对接机构开始接触,期间,神舟八号在距离天宫一号400米、140米、30米处停泊,进行了位置精度控制和交会测量设备状态确认。
之后,在8分钟时间内,对接机构完成了捕获、缓冲校正、拉回和锁紧四个过程,北京时间今天凌晨01时36分,两航天器最终实现了刚性连接,形成组合体,交会对接完成。
武平强调,两航天器成功实现交会对接,标志着天宫一号/神舟八号交会对接任务取得了重要的阶段性成果,为任务的全面完成打下了坚实基础。“突破和掌握空间交会对接技术是我国载人航天又一次历史性的突破和重大的技术跨越。它对于实现我国载人航天‘三步走’的发展战略、推动载人航天的持续发展具有至关重要的作用。”
同时,武平指出,空间飞行器交会对接技术是载人航天的一项基本技术,完成交会对接试验,突破和掌握这项技术是载人航天发展不可逾越的一个重要阶段。“今天交会对接的成功只能 说是一个阶段性的成果,后续我们还要继续对组合体的飞行控制进行考核,还要对对接机构的分离进行考核,所以后边我们还有大量工作要做。”武平说。(据中国网文字直播整理)
[中新网]
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中国拟2020年建载人空间站 明年后进入建造阶段
中新网11月3日电 国务院新闻办今日举行新闻发布会,介绍天宫一号/神舟八号交会对接试验有关情况。中国载人航天工程新闻发言人武平答记者问时指出,中国将在2016年左右完成载人航天“三步走”战略中的第二步,建设自己的空间试验室;在2020年前后,将建设载人空间站。
武平称,今后中国还有将近20次航天飞行,政府已经批准了中国载人航天后续的发展规划,“也就是我们在2016年左右将完成我国载人航天‘三步走’战略中的第二步,建设自己的空间试验室。”
武平表示,在2020年前后,中国将建设载人空间站。“交会对接任务今年只做了一次,明年还会有两次交会对接飞行,明年以后我们将进入空间试验室和空间站的建造阶段。”
武平提到,在空间试验室和空间站阶段,还将突破多项关键技术,比如突破货运飞船推进剂的再给补加技术,为此还要推进货运飞船的发射;要突破再生生保技术和航天员长期驻留的技术等。
“这些都需要我们进行飞行试验来验证。”武平指出,后续两阶段具体方案目前还在制定过程中。(据中国网文字直播整理)
[中新网]
中国已建成空间对接机构设计、生产、试验体系
中新社北京11月3日电 (记者 孙自法)中国载人航天工程新闻发言人武平3日表示,经过十几年的努力,中国已经建成一套对接机构的设计、生产、试验体系。在当天凌晨“天宫一号”与“神舟八号”的交会对接试验中,对接机构工作正常,顺利完成首次对接。
国务院新闻办公室当天在北京举行天宫一号/神舟八号交会对接试验有关情况发布会,武平回答中外媒体相关提问时作出上述表示。她介绍说,目前国际上使用比较多的对接机构有两类:一类是用于美国航天飞机上的异体同构周边式对接机构,另一类是用于俄罗斯飞船和欧洲ATV飞船上的“锥-杆”式对接机构,这两类均为俄罗斯生产。
中国的对接机构采用导向板内翻式的异体同构周边式构型,“我们从(上世纪)90年代中就开始对接机构的预先研究工作,曾经和俄罗斯进行过方案性的技术交流,而后我们便开始自主工程研制。经过十几年的努力,我们已经建成了一套对接机构的设计、生产、试验体系。研制过程中,我们突破了一系列关键技术,累计地面试验有1000多次”。
武平说,去年10月,中国自己生产的第一个正样飞行产品完成,目前分别装在“神舟八号”飞船和“天宫一号”目标飞行器上,这也使中国成为世界上能够独立研制、生产对接机构的国家之一。
对接机构技术相当复杂,主要表现要系统组成复杂、功能和性能要求高、地面试验难度大等方面。中国科技人员在设计中用仿真先行,通过仿真计算设计一个虚拟样机,实际就是数字对接机构,进行大量仿真计算,这种仿真先行的办法在对接机构参数的选取上发挥出很重要作用。
上万个零部件组成的“天宫一号”与“神舟八号”对接机构,由中国航天科技集团公司第八研究院为主负责研制,研制和生产过程中有遍布全国的很多协作配套单位参与。武平称,“目前我们对接机构上的部组件都是自己研制生产的,飞船上有600多台套设备,也全是中国自己研制的”。(完)
[中新网]
明年人工操作飞船天宫对接
■ 展望
按照计划,明年载人飞船与“天宫”交会对接时,将会安排航天员手动交会对接。如果手控模式的对接也能顺利完成,将意味中国真正全面掌握了交会对接技术。
记者从中国航天员中心获悉,目前,交会对接任务飞行乘组的初选已经完成,航天员已经完成共同训练,转入交会对接任务训练阶段。
人工主要通过手柄操纵
中国载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬告诉记者,航天员已经完成共同训练,正在围绕交会对接开展大量的理论和操作训练,包括手控交会对接训练、目标飞行器组合体技术训练、飞行程序训练等。
交会对接任务训练的重点在于掌握手控交会对接技术。由于两个高速飞行的航天器质量很大,要求手控操作十分精细,对航天员空间位置判断能力、手眼协调能力、多信息并行处理能力要求很高。
与以往神舟飞行任务相比,交会对接训练的难度和复杂程度大幅增加。仅手控交会对接操作训练这一项,每人就要达到数百次。为满足任务要求,航天员正在地面进行正常模式和故障应急模式下的手控操作训练。
黄伟芬告诉记者,将来航天员进行人工手控交会对接,主要通过手柄完成。航天员操纵手柄,控制飞船的前进速度和姿态,使仪表上飞船的十字刻度线对准目标飞行器的十字靶标和靶标地盘中心。当三者重合,同时对接机构接触后,仪表上发出对接捕获信号,标志对接成功。
训练模拟器一比一仿真
黄伟芬认为,飞船和目标飞行器都在高速飞行,在轨交会对接是非常复杂的过程,要求航天员操作非常精细沉着。
“在对接过程中,航天员要准确判断两个航天器的相对速度和相对姿态,通过手柄不断修正。航天员还面临燃料消耗和时间的限制,必须在一定时间里完成对接,对心理素质也是考验。另外失重环境会给航天员带来不适生理反应,这些都会影响手控交会对接的操作质量。”黄伟芬说。
训练在航天员中心的飞船模拟器、目标飞行器、组合体模拟器中进行,这些模拟器都是一比一仿真。训练中,有意设置大偏差的科目和各种故障,增加控制难度,比如让飞船姿态出现大偏差,或者突然加大对接速度,训练航天员应急情况下的反应能力和处置能力。
黄伟芬介绍说,交会对接训练从2009年6月神七任务结束后就开始实施了。“那时主要是共同训练,比如基础理论等。到明年执行任务时,训练将达到3年左右的时间。”
她告诉记者,如同以往3次神舟飞船载人飞行任务一样,选拔执行交会对接任务的航天员也要经过各种考核。任何一项训练结束时都必须考核,年度也要有考核,乘组初选和定选时还要分别考核。
“训练考评有专项考评组,由训练技术负责人、教员、工程研制部门专家、质量把关人员组成,非常严密科学,优中选优。飞行乘组进入发射场前,还要根据航天员以往所有训练成绩进行最后评估,确认他们完全具备了执行交会对接任务的能力。”黄伟芬说。
据新华社电
[新京报]