N據新華社電
“神舟八號”與“天宮一號”的對接機構是上海航天技術研究院805所自主研制的。上海航天技術研究院研究員、交會對接大型地面試驗系統原負責人陶建中介紹說,對接機構包括了118個傳感器、5個控制器、上千個齒輪軸承、18個電機和電磁拖動機構、數以萬計的零件和緊固件。
船系統總指揮尚志說,大家都知道能不能對接上很重要,但是能不能正常分離也一樣重要,一旦無法分離,未來載人航天器上的航天員就可能面臨巨大風險。
對接機構已進行 1101次地面試驗
陶建中說,對接機構在我國是一項全新技術,許多問題都是以前從未遇到的,其中最主要的技術難點有四個方面:一是如何保證兩個飛行器相撞時“不撞壞、不彈開”,軟硬適度;二是如何保證很多相互矛盾的動作(如推-拉、合-分等)組合在一起具有高可靠度;三是許多復雜的產品要協調安裝于周邊,中間留出人孔通道,如何實現系統集成;四是如何在地面充分試驗、模擬天上微重力情況下的對接分離過程。
針對對接機構的技術難點,上海航天技術研究院805所的研制隊伍進行了長達16年的科技攻關。對接機構在“上天”之前,已經在地面上進行1101次對接試驗、647次分離試驗。
對接需10分鐘
陶建中介紹,當“神舟八號”和“天宮一號”在同一時刻以同樣的速度到達同一個地點順利交會,飛行器就將停止控制,讓它們根據慣性進行碰撞,整個對接過程一共大約需要10分鐘時間。
對接過程分為8個步驟:
第一步是“相撞”。在慣性作用下,8噸重的“神舟八號”與8.6噸重的“天宮一號”以每秒0.2米左右的速度進行相撞,當“神舟八號”上的主動對接機構碰撞上“天宮一號”上的被動對接機構,對接過程正式開始。
第二步是“捕獲”。當“神舟八號”主動對接機構上的對接環,接到失衡傳感器發出對接指令信號后,6根滾珠絲桿就會向外推出200多毫米,對接環上安裝的3對捕獲鎖,撞到“天宮一號”被動對接機構相對應的卡板器,就會被牢牢卡住。
第三步是“緩沖”。“神舟八號”對接環受到撞擊后,將會通過一套傳動機構,連向對接機構上的摩擦自動器和電磁阻尼器,分別吸收縱向和橫向的撞擊能量,進行緩沖。碰撞、捕獲、緩沖三個步驟共需要大約60秒時間。
第四步是“校正”。當“神舟八號”成功捕獲“天宮一號”并實施緩沖后,“神舟八號”對接環的6根滾珠絲桿繼續往外推至300毫米,同時對兩個航天器的姿態、位置和偏差等進行強行校準,校準時間約需80秒。
第五步是“拉近”。校準后,“神舟八號”對接環的6根滾珠絲桿緩緩收縮,將兩個飛行器“拉近”,這一過程約需240秒。
第六步是“拉緊”。“神舟八號”和“天宮一號”的對接面上,分別安裝了6組共12把對接鎖,每把對接鎖的拉力達3噸。當兩個飛行器被拉近后,兩個對接面的12把對接鎖一一相扣。
第七步是“密封”。兩個飛行器拉緊后,對接機構上的驅動電機將帶動鋼絲繩系統,將兩個連接器面上的密封圈壓縮,保持密封。
第八步是“剛性連接”。通過對接鎖使兩個連接器貼合,實現“剛性連接”,將兩個航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。
“天神”能不能分離與能否對接一樣重要
第一次成功對接后,組合體飛行12天,對接機構解鎖,兩個飛行器分離,“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。
飛船系統總指揮尚志說,兩個飛行器能不能正常分離,與能不能對接一樣重要。一旦無法分離,未來載人航天器上的航天員就可能面臨巨大風險。因此設置了三種安全措施保證分離。
陶建中介紹說,根據程序設計,對接鎖可自動分離,一旦出現故障,也可手動分離,將兩個對接機構掰開;此外,還可以采用火工品將對接機構炸開,實行強行分離。