神舟八号的“太空之约”


10月31日,天宫一号/神舟八号交会对接任务总指挥部举行新闻发布会。 新华社记者 李刚 摄
天宫一号/神舟八号交会对接任务总指挥部10月31日上午在酒泉卫星发射中心举行新闻发布会,本报记者在现场听取了中国载人航天工程新闻发言人武平对天宫一号/神舟八号交会对接过程的详细介绍。
神八飞船一半以上设备发生技术状态变化
武平说,为了迎接交会对接任务,神舟八号飞船在前期飞船基础上进行了较大改进。
“600多台套设备中,一半以上发生了技术状态变化。其中,新研设备约占15%。”武平介绍说,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,飞船具有与目标飞行器对接后停靠180天的能力。
武平表示,执行此次交会对接任务的神舟八号为改进型飞船,全长9米,最大直径2.8米,起飞质量8082公斤。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。
神舟八号飞行主要任务是:发射神舟八号飞船,与天宫一号目标飞行器进行我国首次航天器空间交会对接试验,突破和验证航天器自动交会对接技术;考核改进后的神舟飞船和长征二号F运载火箭的功能和性能,以及工程各系统间的协调性;验证组合体工作模式,并开展空间科学实验。神舟八号飞船不载人。
按照计划,长征二号F遥八火箭点火发射后,飞行约584秒,船箭分离,飞船进入近地点约200公里、远地点约330公里的初始轨道,并在两天内完成与天宫一号目标飞行器交会对接。
交会对接飞行分四阶段
据武平介绍,交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。
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5次变轨,从初始轨道转移到与天宫一号目标飞行器共同面向的330公里的近圆轨道,在天宫一号目标飞行器后下方约52公里处,与其建立稳定的通信链路,开始自主导航。
自主控制段经历搜寻目的、接近和平移靠拢3个阶段,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,自主控制飞行过程约需两个半小时。
对接段从对接机构接触开始,在15分钟内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧4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组合体飞行控制,神舟八号飞船处于停靠状态。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5公里以外的安全距离,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。
据介绍,天宫一号目标飞行器自发射升空后,运行稳定,设备工作正常,满足交会对接任务要求。
交会对接精度控制在十几厘米内
“两个高速飞行的航天器在空间轨道上准确会合,精度要控制在十几厘米之内,其难度和风险可想而知。”武平说,空间飞行器交会对接是航天领域公认的技术难关,风险很大。从国际上已经进行的交会对接任务看,曾发生过飞行器相撞的事故。
据介绍,工程采取了多种措施应对风险:一是确保飞行产品高质量,不带任何疑点发射;二是以最为关键的自主控制系统和对接机构为重点,进行了大量的地面仿真与试验验证;三是针对交会对接过程中可能出现的故障,制定了近百种故障预案,并进行了反复的合练演练。
此外,针对不同类型的故障,设计了各种安全模式,以应对预案外的故障。比如为防止两飞行器碰撞,设计了飞船撤退和撤离两种安全模式。同时,设置了安全控制点,制定了安全标准,以此有效控制风险。
中国载人航天空间科学应用首次开展国际合作
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。
按照任务规划,2012年内将开展神舟九号、十号飞船与天宫一号的交会对接试验,其中至少有一次是载人飞行。
武平说,神舟八号飞船与神九、神十都是按照载人要求设计的,航天员太空锻炼设备、医学监测和健康维护设备等已经装上了天宫一号。
武平还透露,执行交会对接任务的航天员乘组已完成了初步选拔,包括两名女航天员在内的乘组正在按计划开展交会对接任务训练,她们精神状态良好,训练和学习非常刻苦认真,训练的重点是手控交会对接技术。(本报酒泉10月31日电)



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