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经过一系列动作,在距地球343公里的轨道上成功实现首次交会对接。“精准一吻”,“紧紧相拥”,“太空舞伴”,人们用饱含深情与祝福的美好词汇来形容它们的完美表现。的确,天宫一号和神舟八号的这场太空约会寄托了中国人太多的感情和期盼。这对太空舞伴也不辱使命,它们完美对接,标志着中国又突破了一项空间站建设不可逾越的关键性技术———交会对接技术,标志着中国成为了世界上第三个独立掌握航天交会对接技术的国家。
一条太空通道正在被中国人打开,无限的未来更加值得期待。让我们关注这对“太空舞伴”接下来的表现,让我们展望更遥远而美好的未来。
为什么要进行第二次交会对接
“为什么要进行第二次交会对接呢?”“就像咱们家里盖了一座新房子,你的电源也需要多开关几次才能试出来是不是真的好用。道理是一样的,就是要充分验证对接技术的可靠性。”在天宫一号/神舟八号交会对接任务情况介绍会上,相关负责人这样回答记者。
从约1万公里处神舟八号开始追逐天宫一号,在与天宫一号对接时,两个8吨级的飞行器相对速度只有0.2米/秒。天宫一号与神舟八号的交会对接经过了远距离导引段、自主控制段后,巨大的冲击力在控制中被缓冲掉,对接堪称完美。完成对接后,天宫一号和神舟八号组合体进入了组合体飞行段,十几天后,它们将会迎来分离撤离段。
远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始,在地面测控通信系统的导引下,神舟八号飞船经几次变轨从初始轨道转移到与天宫一号目标飞行器共面的近圆轨道,在天宫一号目标飞行器后下方约52公里处,与其建立稳定的空空通信链路,开始自主导航。
自主控制段经历寻的、接近和平移靠拢3个阶段,两目标在相距5000米、400米、140米、30米处设置4个停泊点,主要目的是对两个航天器的关键状态进行监视和判断。神舟八号飞船自主导航控制到与天宫一号目标飞行器接触。对接段从对接机构接触开始,要完成捕获、缓冲、拉近和锁紧几个过程,最终实现两航天器刚性连接,形成组合体。组合体飞行段由天宫一号目标飞行器负责飞行控制,神舟八号飞船处于停靠状态,这样非常节省飞船能量,有助于飞船返回时段有充足的能量供应。
对接机构由我国自主研制,两个大能量的高速运行的飞行器,既要撞上,又不能弹开,又不能撞坏。科研人员可以说是呕心沥血,对接机构的不断验证就是对他们工作成果的不断检验。
组合体飞行12天左右,将择机进行第二次交会对接试验。其主要过程为:对接机构解锁,两飞行器分离,神舟八号飞船撤离至相距天宫一号目标飞行器140米处停泊,按程序进行第二次交会对接,再次构成组合体。组合体继续飞行两天后,进入分离撤离段,两飞行器再次分离,飞船撤离至距目标飞行器5000米以外的安全距离,交会对接试验结束。此后,神舟八号飞船返回舱返回地面,天宫一号目标飞行器变轨至自主飞行轨道,转入长期运行管理,等待与神舟九号、神舟十号的交会对接。
对接机构采用国际通用接口
“我们的对接机构是自主研制的,但是是国际通用接口,参与国际合作没有任何问题。”在东风航天城,相关人员在回答记者提问时这样说。她同时透露,天宫一号具备进行十几次交会对接的能力。她说:“神舟八号飞船的电源系统整个供电能力比之前的飞船提高50%以上。主要是主动对接机构比较耗电,为了保证飞船上天和返回有足够的能量,所以设计的供电能力要提高。”
另一位相关负责人介绍,“神舟八号比神舟七号技术改进上百项。”
中国载人航天工程新闻发言人武平介绍,神舟八号与之前的飞船相比,改进主要集中在两个方面:一是为了具备自动和手动交会对接功能,新增和改进了一些设备。二是为了提高飞船的性能及安全性、可靠性,对部分系统进行了改进,飞船具有了与目标飞行器对接后停靠180天的能力。武平表示,通过这些改进和交会对接任务的飞行验证,将逐步形成标准配置、状态固化的载人飞船,为后续任务的组批投产奠定基础。
神舟八号飞船的轨道舱是航天员生活舱,有效活动空间5立方米,舱外安装交会对接测量设备和主动对接机构。返回舱是航天员座舱,配有降落伞和着陆缓冲系统,舱内配置了仪表板、指令板以及航天员手动控制手柄。推进舱是飞船的动力和能源舱段,安装了轨控、姿控发动机和太阳电池帆板。虽然神舟八号上并没有航天员,但所有的设计都是按有人设计的,这也是取得准确验证数据的前提。神舟九号是否载人,要通过神舟八号进行数据验证,我们期待神八带回好消息。
关注太空里的科学实验
武平介绍说,神舟八号飞船上装载了中德科学家联合开展空间生命科学实验的装置,双方科学家将合作开展17项空间生命科学实验,其中中方10项、德方6项、联合实验1项。这是中国载人航天首次在空间科学应用领域开展的国际合作,对于推进微重力科学、空间生命科学领域的研究和技术发展具有重要意义。
据了解,本次中德双方合作开展的空间生命科学实验涉及空间生命领域4大领域,包括基础生物学、空间生物技术、先进生命支持系统中的生物学以及空间辐射生物学等科学问题的研究。其中涉及到的样品有动物、植物、微生物。33种生物样品装在40个烟盒大小的培养盒中,再放进通用生物培养箱中,16个在重力环境下,24个在微重力环境下。空间环境对样品的影响,要等飞船返回后才能知晓。因此,在飞船返回的时候,还会有很多值得人们期待的看点。
武平说,除了中德科学家的联合实验,天宫一号还将开展空间对地遥感探测应用试验、空间材料科学实验、空间环境和空间物理探测试验等科学实验和技术试验。随着我国载人航天事业的不断发展,在后续空间实验室、空间站阶段,中国将与世界各国开展务实合作与积极交流,与世界各国科学家一起共同推动世界航天技术的发展,为和平利用太空、造福全人类作出更加积极的贡献。(记者 李霞)