天宫一号将首度验证中国空间交会对接技术

2011-9-23 10:38 来源: 新民晚报
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  6月初,平均年龄只有32岁的上海航天天宫一号试验队就已奔赴酒泉卫星发射中心,尽管有些队员还是刚办过集体婚礼的“新人”。来不及度蜜月,上海航天的年轻人就为“天宫”的发射全力以赴。那么,在天宫一号和神舟八号项目上,上海航天将承担起哪些重大任务呢?

  作为中国载人航天工程“三步走”中第二步的重要一环,“神七”解决了航天员太空出舱活动、太空行走的问题,天宫一号和“神八”则要首度验证中国人自己的空间交会对接技术。这次,在电源分系统、推进分系统、测控与通信分系统等原“神七”承担过的任务基础上,上海航天局又增加了研制对接机构分系统、天宫一号资源舱等两大新任务。

两个“8吨重” 时速28440公里“拧螺丝”

  早在上世纪90年代末,上海航天人就开始研制对接机构,并进行了大量的地面试验。当时的一批老航天人,如今想起来还都觉得“捏着一把汗”。这是因为:两个8吨重的物体,在太空中以第一宇宙速度(相当于每小时28440公里)飞行的同时,还要完成无缝对接,其难度可想而知,稍微刮擦后果都是不可想象的。

  有关专家这样表述:“对接、分离时不但相关各舱室的气体不能泄漏,舱与舱之间要‘天衣无缝’,而且接合时需保持平稳,不能剧烈晃荡,这就好比在太空‘拧螺丝’。”

  目标飞行器天宫一号和飞船“神八”的对接,将结成我国航天史上最为复杂的空间机构。据悉,要实现顺利对接,两个飞行器的相对速度不能超过每秒0.2米,横向偏差不能超过18厘米。只有准确对接,两者才能多“锁扣”绑定,内部直径约0.8米的圆形对接口才会打开。由此等到未来与载人飞船“神九”或“神十”对接时,中国的“太空人”才能跨过这道“门”,从“神八”迈向天宫一号。

  我国航天科普专家庞之浩特别指出,“交会对接”是举世公认的航天技术瓶颈,因为届时毫厘之间、分秒之间万一算不准,就可能发生飞船相撞事故。像去年俄罗斯飞船在与国际空间站交会对接时,第一次就没有成功,不得不用了二次才完成任务。所以,交会对接中最令人挠头的就是“追尾”。

一个资源舱 实时为天宫一号输送能量

  作为中国空间实验室的雏形,最早在2009年中央电视台春节晚会上公开亮相的天宫一号有两个舱:实验舱和资源舱。实验舱,用于航天员驻留期间在轨工作和生活,实验舱前端安装有一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备。

  而资源舱,则包括发动机和电源装置等,外部安置太阳翼,用于提供变化轨道与姿态控制、电力能源供应、热控环控等动作的动力。据悉,天宫一号将使用折叠式的5片太阳能电池板,这是中国中低轨道航天器最复杂的太阳翼设计,也是上海航天技术此次要向世界展示的技术新难点。

  天宫一号的设计寿命是2年。未来2年间,它要和“神八”“神九”“神十”三船相继对接,电源系统是其不能断的“生命线”。在上海航天局里,研制天宫一号和“神八”电源系统的有四五十人,采用了不少新技术、新材料。

  据负责天宫一号电源供应的上海研发团队透露:天宫一号有一对翅膀,太阳能帆板就附着在翅膀上,好像向日葵始终围着太阳转,向阳角度会保持在50至60度左右,这样就保证了有足够的日照可以“充电”。

【焦点知识】什么是交会对接?

  交会对接是两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术,它是实现航天站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件,更是建立大型空间站的基础。

  一般是先将目标飞行器发射入轨,精确测定运行轨道,当其飞经待发飞行器发射场上空时,择机发射,使后者与前者运行在相同的轨道上,而且两者相距控制在几公里至十几公里的范围内。然后,依靠飞行器本身的机动能力使两者逐渐接近、连接成一体。