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天宮一號今日上天 “夢幻對接”方案揭曉

發佈時間:2011年09月29日 07:50 | 進入復興論壇 | 來源:21世紀經濟報道


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  天宮一號進入發射倒計時。

  9月28日,最後一場演練完畢,搭載著天宮一號目標飛行器的長征二號F運載火箭將於9月29日21時16分至21時31分擇機發射。

  預計在11月,神舟八號飛船將尾隨而至,與天宮一號在距離地球表面343公里以外會合,從而建立第一個中國空間實驗室。

  9月28日下午,天宮一號/神舟八號交會對接任務總指揮部在酒泉衛星發射中心舉行新聞發佈會。中國載人航天工程新聞發言人武平介紹,神舟八號飛船發射入軌後2天內,完成與天宮一號的第一次交會對接,形成組合體。

  組合體飛行12天左右,擇機進行第二次交會對接。組合體運行結束後,飛船于1天內返回地面。天宮一號將升軌至自主飛行軌道,轉入長期運行管理模式,等待下次交會對接。

  建造較大規模、長期有人照料的空間站,是中國載人航天發展戰略的第三步。天宮一號與神舟八號的會合,將拉開這一步的序幕。

  試驗突破交會對接技術(RVD),是此次發射天宮一號的核心任務。“交會對接技術是目前宇航史上的一項規模最大和變量參數最多的控制技術”, 裝備指揮技術學院副教授林琪介紹。

  300面宇聯會旗上太空

  相當於儲滿20米乘25米游泳池的450噸燃料先是裝在12個儲藏箱裏,接著從9月28日下午開始,被慢慢注入“長征二號F”運載火箭。

  28日下午的發佈會上,武平介紹,我國首次空間交會對接任務將於9月底至11月中旬進行。

  因為實踐十一號04星的發射失利,發射天宮一號的長征二號F T1火箭特意進行了全面復查和改進。發射前幾天就已佇立戈壁的火箭採用了新型整流罩,改進了助推器結構,也提高了運載能力。

  據報道,天宮一號將搭載300面國際宇航聯合會會旗上天,這些會旗將在明年由執行我國首次載人交會對接任務的航天員帶回地面。

  天宮一號也會“回家”。武平介紹,在其壽命末期,天宮一號將主動離軌,隕落指定海域。

  而在今年完成天宮一號與神舟八號的交會對接任務後,後續任務的規劃是:

  2012年底前,完成無人和載人空間交會對接試驗,突破和掌握飛行器空間交會對接技術。

  2016年前,研製併發射空間實驗室,突破和掌握空間站關鍵技術,開展一定規模的空間應用。

  2020年前後,研製併發射核心艙和實驗艙,在軌組裝成本體質量60噸級載人空間站,突破和掌握載人空間站建造和運營技術、長期載人飛行技術,並開展較大規模的空間應用。

  空間對接4步走

  天宮一號實際上是一個空間實驗室的雛形,它的重量和神舟七號一樣,主體為短粗的圓柱型,直徑比神舟飛船更大。天宮一號採用兩艙構型,分別為實驗艙和資源艙,前後各有一個對接口。

  為了與天宮一號對接,神舟八號在神舟飛船的基礎上做了改進,“神舟八號的軌道艙前端安裝了對接口,結構分為用於連接的機械部分和探測敏感器兩部分”,“神六”飛船總設計師顧問王壯告訴記者。

  天宮一號作為目標船,神舟八號作為追蹤船,其在太空中的對接分4步進行。

  首先是地面導引階段,在這一階段中,地面參與對追蹤船和目標船的跟蹤和測量,在地面測量數據的支持下,追蹤船機動飛行進入其敏感器能夠捕獲目標航天器的範圍內。

  追蹤船在地面測控站的指揮控制下,完成幾次加速或減速,使兩船之間的距離縮短到10千米—100千米。這時,追蹤船上的交會雷達開始跟蹤目標船。

  接下來,神舟八號將靠自己的交會雷達測量出距目標船的距離,按照“邊環繞,邊接近”的規律,引導飛船靠近天宮一號,使兩者距離縮短到100—1000 米左右。這被稱作自動尋的階段。

  第三步是最終逼近階段,神舟八號從距天宮一號100米的位置逐漸靠近到10 米左右的距離。

  “這是空間交會對接技術最關鍵的飛行程序,兩艘飛船的縱軸需要保持平行,還需要精確位置和姿態的測量與控制,以防止碰撞事故的發生。”一位不願透露姓名的航天專家説。

  當神舟八號上的接近敏感器測出與天宮一號的距離已縮短到只有幾十厘米,相對速度小于幾十厘米/秒,兩船的縱軸對齊時,就會發出對接信號,對接最終進行。

  “兩艘飛船上的撞鎖打開,兩船碰撞,然後從兩船分別伸出滑軌,對接機構接觸、嚙合、鎖定”,王壯説,此後完成各種管道、線路的連接。

  天宮一號與神舟八號對接成功之後,還有一個脫開和分離過程,這也屬於交會對接的技術範疇。

  分離時,首先將對接機構解鎖,使兩艘飛船脫開。再啟動冷氣推進器,産生分離速度。同時啟動兩艘飛船的姿控和軌控系統,保證神舟八號按預定要求撤離。