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神八對接天宮如“太空打靶” 時間幾需分秒不差

發佈時間:2011年10月29日 07:02 | 進入復興論壇 | 來源:廣州日報


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  本報訊  “神八”、“天宮”,這兩位時速達到28000公里的“天外飛仙”要想成功對接,一旦差之毫釐,就會謬之千里。近日,記者在東風航天城採訪一位不願具名的專家,他向記者形容,“神八”、“天宮”對接宛如“太空打靶”,發射時間幾乎需分秒不差。“神八”在接近“天宮”時,需要五次變軌、四次“剎車”,最終才能完成對接。

  和嫦娥二號的發射時間一樣,“神州八號”的發射時間也是“零窗口”。據這位專家介紹,神舟八號飛船發射時間需根據“天宮一號”運行軌跡而定,只有在發射前約4小時才能確定。一旦“神州八號”發射數據確定,“神八”必須在那時準時升空,這就是分秒不差的“零窗口”。

  每兩天才有一個發射窗口

  專家表示,目前,我國航天發射採用的是共面發射技術,只有地球轉到合適位置,航天器飛行平面經過發射臺位置時發射,才能以最節約能量的方式進入共面軌道。同時還要考慮地球自轉影響,這就要求飛船的發射窗口是零窗口,也就是説飛船要準時發射,不能出現推遲的情況。要成功實現交會對接,“神州八號”必須精確瞄準“天宮一號”,力爭在“天宮一號”運行到距離飛船入軌點最近的時候發射升空,在最經濟的方式下到達和“天宮一號”飛行的同一個角度和軌道上。

  而一旦發射時間不準確,會帶來許多嚴重的後果。此前,據中國載人航天總設計師周建平介紹,如果“神八”偏離發射時間會帶來偏差,這些偏差都需要在軌飛行時飛船依靠自身能量修正,代價是要消耗推進劑,成本極高。此外,他還透露,按現在變軌調向方案,每兩天可以滿足一次相位角條件,“神八”發射窗口在預計時間內將每兩天有一個發射窗口。

  而據載人航天工程發射場系統副總設計師鄭永煌介紹,為滿足“神八”零窗口發射要求,發射場系統採取了三大措施保駕護航。首先,在發射之前,充分準備各大運行系統,比如加強測試和考核,加強薄弱環節的梳理,確保設備運行穩定可靠,在進入發射程序後不出現或不出現大問題。其次,準確預報發射當天的天氣,排除天氣影響而推遲程序的可能性。最後,制訂完善的應急處理預案,一旦出現異常情況,發射場能夠準確、及時應對,確保不影響發射時間。

  相對速度0.2m/s

  才能“接吻”“天宮”

  專家表示,為保證“神八”、“天宮”兩飛行器“合體”成功,兩者在太空的飛行姿態都要有所改變。在“神八”發射前一天,“天宮一號”在地面測試人員的精確測控下,需要翻轉180,將安裝“異體同構周邊式”對接機構的一頭朝向“神八”飛來的方向。

  與“天宮”的“驀然回首”相比,“神州八號”在飛行姿態上的改變則要花哨得多。專家介紹,“神八”發射入軌,必須經過兩天的太空追逐,5次變軌,才能達到“天宮一號”的飛行軌道。此時,因為微重力的作用,“天宮一號”在太空飛行800個小時後,會逐漸從350公里的近圓軌道自然降低到345公里的軌道面,在這個運行軌道上靜候“神八”的“親吻”。

  “神州八號”、“天宮一號”均裝有多個近程敏感器,當兩個飛行器相距100公里時,在地面測控中心的調節下,“神州八號”就會開始“捕獲”“天宮一號”,兩者距離只有20公里時,近程敏感器就會發生作用。隨著距離越來越近,敏感器就會越來越感知到對方的存在,傳回地面的控制數據就會越來越精確。

  而“神州八號”在接近“天宮一號”的同時,將四次“剎車”,最後以0.2米每秒的相對速度與“天宮一號”“合體”。

  “合體”後操作系統需要合二為一

  據專家介紹,“神八”和“天宮”在獨立飛行時,各自擁有一套控制系統。但對接之後,組合體只能有一個指揮系統,“神八”與“天宮”分離之後,兩者又要分為各自的控制系統。在兩者“合體”時,控制系統將在“天宮一號”上,它將擔任空間站核心艙的角色,控制“神八”與“天宮”長達18米的組合體,專家認為,這一控制方式在難度上很有挑戰。

  “神州八號”在與“天宮”對接10天之後,將進行分離,隨後進行第二次對接,繼續飛行半個月後,“神州八號”飛船將完成使命返回地球,而“天宮一號”將繼續在太空翹首以盼“神九”、“神十”以及身居其中的宇航員的到來。

  神州八號完成

  首次發射演練

  本報訊  10月27日,已進入發射塔架的神州八號進行了首次發射演練。同時進行的還有推進器加注演練和陸場搜救演練。

  首次發射演練是每次發射前的必要演練,除了測試飛船、火箭的性能有無異常之外,更重要的是通過演練來銜接各系統的配合默契程度。神州八號雖然是無人搭乘的飛船,但回收系統仍然按照高標準設計,因此,有關方面還進行了陸場搜救演練,即演練發現目標飛船、救援、回收等工序。

  據悉,27日進行的首次演練順利完成,標誌著神州八號船箭組合體已具備了發射條件。

熱詞:

  • 天宮
  • 對接機構
  • 太空飛行
  • 共面
  • 相位角