神舟八號為改進型飛船,全長9米,最大直徑2.8米,起飛質量8082公斤。發射神舟八號飛船的長征二號F遙八火箭全長58.3米,起飛質量497噸,運載能力為8130公斤。天宮一號飛行器全長10.4米,最大直徑3.35米,起飛質量8.5噸。
N新華 法晚
“神八”發射前一天,“天宮一號”目標飛行器昨天已掉頭,迎接“神八”。當二者之間距離20公里時,身上裝置的近程敏感器就會發生作用,能感知彼此。
程序 四個階段完成對接任務
中國載人航天工程新聞發言人武平昨天介紹,交會對接飛行過程分為遠距離導引段、自主控制段、對接段、組合體飛行段和分離撤離段。
遠距離導引段:自神舟八號飛船入軌后開始,在地面測控通信系統的導引下,神舟八號飛船經5次變軌,從初始軌道轉移到與天宮一號目標飛行器共面的330公里的近圓軌道,在天宮一號目標飛行器后下方約52公里處,與其建立穩定的空空通信鏈路,開始自主導航。
自主控制段:經歷尋的、接近和平移靠攏三個階段,神舟八號飛船自主導航控制到與天宮一號目標飛行器接觸,自主控制飛行過程約需兩個半小時。
對接段:從對接機構接觸開始,在15分鐘內完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊四個過程,最終實現兩航天器剛性連接,形成組合體。
組合體飛行和分離撤離段:飛行段由天宮一號目標飛行器負責組合體飛行控制,神舟八號飛船處于停靠狀態。組合體飛行12天左右,將擇機進行第二次交會對接試驗。其主要過程為:對接機構解鎖,兩飛行器分離,神舟八號飛船撤離至相距天宮一號目標飛行器140米處停泊,按程序進行第二次交會對接,再次構成組合體。
組合體繼續飛行兩天后,進入分離撤離段,兩飛行器再次分離,飛船撤離至距目標飛行器5公里以外的安全距離,交會對接試驗結束。此后,神舟八號飛船返回艙返回地面;天宮一號目標飛行器變軌至自主飛行軌道,轉入長期運行管理。
期待 交會將在我國上空進行
測控通信系統副總設計師麻永平透露,飛船的交會對接目前計劃是在我國的上空實現。
這次飛控有很多的重大時段,最關鍵和最重要的時段,第一個應該是發射,無論是天宮一號的發射還是神舟八號的發射,發射的成功是我們后續任務的基礎和前提。其次,是我們各自的軌道控制,因為我們每一次軌道控制對我們交會對接任務來說都是相關的,我們每一次控制都是為了下一次的交會對接的目標進行的控制工作。
揭秘
調整姿態
神八發射前一天 天宮需掉頭
中國空間技術研究院研究員、國際宇航科學院院士朱毅麟表示,眾所周知,這是我國第一次進行交會對接試驗。對接最主要的兩大問題是速度與姿態的控制。
“神八”和“天宮一號”要成功對接,首先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”在地面測控人員的精確測控下,需要翻轉180°,即需要掉頭,將對接機構的一頭朝向“神八”飛來的方向。
“神八”飛行的姿態要比“天宮一號”復雜得多。朱毅麟表示,“神八”發射入軌,必須經過兩天的軌道測試,數次變軌,才能到達“天宮一號”的飛行軌道。隨后,“天宮一號”會逐漸從350公里的近圓軌道自然降到345公里的軌道面,在這個運行軌道上等待“神八”的到來。
降低速度
“神天”對接時 神八踩剎車
朱毅麟說,大家可能認為“神八”要對接“天宮一號”,必然得加速追上“天宮一號”才能對接,其實不然,就像汽車在高速公路上行駛一樣,加速只能導致追尾,釀成車禍,要想安全對接,“神八”必須要進行減速。
“天宮一號”的速度將一直維持在28440公里每小時,“神八”進入軌道正常的運行速度也是每小時28440公里,但是在計劃對接后,“神八”就要將速度慢慢調節到27000多公里每小時。
這樣一圈一圈慢慢就與“天宮一號”的距離縮短了。當“神八”與“天宮一號”之間的距離只有20公里時,兩者身上裝置的許多近程敏感器就會發生作用。隨著距離越來越近,敏感器就會感知到對方的存在,傳回地面的控制數據就會越來越精確,以便于地面測控人員的測控。“神八”在接近“天宮一號”的同時,將四次“剎車”,最后以0.2米每秒的相對速度與“天宮一號”“合體”。
飛行時間
第二次對接后 神八再飛半個月
朱毅麟告訴記者,“神八”升空進入軌道只需要大約半小時,進入軌道后測試軌道需要約兩天的時間,如果一切正常,“神八”可以開始嘗試減速,準備對接。減速需要一到兩天的時間。
據透露,“神八”在與“天宮一號”對接10天之后,將進行分離,隨后進行第二次對接,繼續飛行半個月后,“神八”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。
動力裝置
對接后組合體 只受天宮“管理”
朱毅麟表示,兩個發動機是不能同時使用的。兩個發動機噴管都在兩者的“屁股后面”,且朝著相同的方向轉動。但是對接時,“神八”和“天宮一號”是“頭對頭”,這樣相對來說,兩者的發動機噴管轉動方向就正好相反了。
“對接成功后,‘新組合體’只能使用其中一個的發動機作為動力裝置。”朱毅麟說,到時要使用“天宮一號”的發動機。
因為對接成功后,“神八”飛一段時間就返回地球了,“天宮一號”則要繼續在軌道上運行,所以如果“新組合體”使用“神八”的發動機,那“天宮一號”的發動機就得暫時關閉,等到“神八”返回地球后,“天宮一號”的發動機還要重新啟動。
其次,在整個對接過程中,其實“天宮一號”都處于主導地位,不僅與“神八”對接,將來還會與“神九”、“神十”對接。所以“新組合體”將用“天宮一號”的發動機作為動力裝置。
突破
“神天”對接技術都是中國的東西
中國載人航天工程總設計師周建平10月30日說,從總體方案講,我們的首次交會對接任務和當時美俄的做法是不一樣的。美國和前蘇聯都是飛船與飛船對接,而大家都知道我們這次是研制了一個目標飛行器作為對接的目標。
天宮一號除了完成交會對接以外,與飛船相比,它可以給人提供訪問、工作、生活的支撐能力,所以我們飛船和目標飛行器對接以后,人可以進到這個目標飛行器里面去,在里面生活和工作一段時間,包括進行科學實驗,如果用飛船去做,這個是做不到的。我們的目標飛行器也是一個小型的天空實驗室。利用這個目標飛行器,我們可以去研制和驗證空間站的一些技術,為我們未來空間站的研發打下比較好的基礎。
交會對接非常重要的就是測量和控制技術,這都是我們的科研單位自主研發的,從設備到軟件到仿真等等,都是中國的東西。所以要我數細節的話,這些東西都是新的,都是我們國家航天工業自主創新的成果。