中國載人航天工程總設計師周建平

　　北京航天飛行控制中心。29日，載人航天工程總指揮常萬全宣佈：天宮一號目標飛行器發射成功。新華社記者 王永卓 攝

　　隨著天宮一號于29日21時16分發射升空，中國向空間站時代邁出了堅實的一步。這是長征系列運載火箭的第147次飛行，也是中國載人航天工程實施以來的第8次發射。距發射架1.5公里的廠房裏，神舟八號與長征二號F火箭已在測試。11月初，神舟八號將在同一發射架上升空，在太空中與天宮一號交會對接這將使中國成為世界上第三個掌握空間交會對接技術的國家。

　　與美、俄最初採用兩艘飛船開展交會對接試驗不同，中國全新研製了天宮一號作為交會對接的目標飛行器。“它的在軌壽命為兩年，其間可以與飛船多次交會對接。”中國載人航天工程總設計師周建平説，“這可以減少發射次數，更經濟。”

　　這次天宮一號交會對接技術的特點是什麼，面臨哪些風險和挑戰，中國載人航天未來遠景如何？周建平娓娓道來。

　　挑戰

　　每秒飛行7.7千米對接困難

　　航天器空間交會對接飛行在工程上實現絕非易事。國外的成熟技術從來不賣給中國，我們只能從零開始。周建平説，這給從未涉足這一領域的中國航天人提出了三大挑戰。

　　第一個挑戰是測量。由天鏈一號衛星、國內外16個陸基測控站以及3艘遠望號測量船組成的測控通信網，具備對飛船和天宮一號的準確測定軌和軌道預報能力。當兩個航天器相距只有數十公里時，測控網無法對它們的相對位置提供更精確支持，需航天器之間互相配合，逐步接近。雖採用當今世界最先進的微波雷達、激光雷達、圖像測量等技術，但地面無法完全模擬太空環境，所以能否有效成功還要通過這次試驗來驗證。

　　第二個挑戰是控制。首先是控制精度，飛船必須在兩個飛行器相接觸前，將與目標飛行器的橫向偏差控制到若干厘米的範圍。其次，送入太空的每一公斤甚至每一克重量，都是精打細算、十分珍貴的。如何消耗最少的推進劑完成交會對接，也是對控制策略和方法的重大考驗。

　　第三個挑戰是對接。經過複雜的測量和控制過程後，兩個航天器越挨越近。航天器上的捕獲機構像鉤子一樣，實現兩個飛行器的捕獲。此後，緩衝、拉緊、鎖緊這一系列動作必須一氣呵成。稍有閃失，每秒7.7千米高速飛行的航天器就可能會釀成重大事故。

　　優勢

　　對接試驗成本比美俄更低

　　“中國空間交會對接技術的方案，充分體現中國載人航天工程一貫的優勢和特色。”周建平説，“美國和俄羅斯當年一次試驗只解決一個問題，而我們這次飛行試驗除主要任務交會對接外，還可達到3個目標。”相比美、俄每次都需要發射兩艘飛船進行一次對接，我國一個目標飛行器與3艘飛船先後對接的“1＋N”模式，減少了2次發射，顯著降低了成本。

　　這種模式還一併解決了其他3個問題：一是縮短空間實驗室研製進程，天宮一號各項性能指標瞄準空間實驗室研製，空間實驗室將主要基於目標飛行器技術基礎進行研製生産。二是對空間站關鍵技術提前進行驗證和積累，天宮一號將試驗空間站必需的再生式環控生保技術中的關鍵單項技術，如控制技術等進行一定改進完善後，可直接用於我國未來的空間站上。三是將在目標飛行器上開展多項科學實驗。

　　40多年前，美、前蘇聯就掌握了交會對接技術；13年前，國際空間站第一個艙段也升入太空。作為後來者，中國的差距尚大。周建平説：“我們唯有三步並作兩步，少花錢、多辦事、高效率，才能實現跨越與追趕。”

　　應對

　　做足應急預案考慮各種意外

　　“如果我具體知道哪有風險，知道哪個環節、哪項技術最容易出問題，還同意火箭發射升空，這是絕對不能容許的。”周建平説，我們認識到並承認交會對接任務是載人航天工程實施以來風險最大的一次。“由於我們從沒搞過、沒有經驗，由於系統的複雜性，可能導致我們還有認識不到位的地方，這才是最大的風險。”

　　針對這樣的風險，科技人員採取了諸多手段提高系統可靠性。“首先，在設計上採取備份手段，東方不亮西方亮；採取余裕度設計手段，有個比較大的包容量，能夠包住可能出現的偏差。”“其次，我們反復研究飛行程序和策略，一旦出現想到的和想不到的各種意外情況，也要有手段來應對，繼續執行後續飛行任務，或進入安全模式和保護狀態。”“第三，充分發揮工程全系統的能力，例如當發生火箭入軌偏差較大的問題時，用天宮一號的動力來彌補；當一個系統遇到突發情況，用其他系統的能力來幫忙。”

　　歷史上的航天事故，絕大多數都發生在事先沒有想到的那一點。周建平説：“我們的指導思想就是在全力以赴保證設計正確，保證地面試驗驗證真實、充分，保證産品生産質量的基礎上，充分考慮想到及沒想到的各種意外，做足應急預案。”

　　前瞻

　　國家批准立項建設空間站

　　從神舟一號到神舟七號，從天宮一號到神舟八號、九號、十號，周建平説：“這一切，都在為建設中國自己的空間站做準備。”作為中國載人航天工程的總設計師，他個人最大的願望是：“建造一個讓全世界華人自豪和驕傲的中國空間站，造福人類。”

　　周建平説：“國家已經批准立項建設空間站，我們正在進行方案論證。”交會對接，是建造空間站必須掌握的一項關鍵技術，邁出這一步，空間站指日可待。

　　空間站可以提供地球上不具備的科學研究平臺，其微重力、高真空等條件對材料學、生物學、醫藥學具有特殊意義，其高位置的優勢對地球科學、外太空探索極有意義，可以獲得很多意想不到的收穫。“歷史上中華民族為人類文明的發展進步做出了很多卓越貢獻，今天的中國作為一個負責任的大國，應該為人類探索太空和科學進步做出新的更多貢獻。”周建平説，“中國的空間站，不僅是中國的國家級太空實驗室，也會敞開大門為世界各國科學家提供平臺，為世界科學進步、為人類文明發展做出貢獻。”

　　本組稿件/據新華社電