N綜合新華社電

　　“交會(huì)對(duì)接，是我國(guó)航天史上迄今為止難度最大的一次飛行任務(wù)。”如何交會(huì)，如何對(duì)接，難在哪里？昨天，載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和飛船系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)師張柏楠，將實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接的過(guò)程總結(jié)歸納為“過(guò)五關(guān)”。

1瞄準(zhǔn)關(guān)

點(diǎn)火誤差不能超過(guò)正負(fù)1秒

　　以往飛船發(fā)射，可以在幾十分鐘甚至更寬的時(shí)間范圍內(nèi)擇機(jī)點(diǎn)火，而神舟八號(hào)飛船發(fā)射點(diǎn)火的時(shí)間被限定在正負(fù)1秒的范圍內(nèi)。這，就是瞄準(zhǔn)的需要。

　　點(diǎn)火瞄準(zhǔn)時(shí)多差1秒，飛船到了太空和天宮的軌道面都會(huì)產(chǎn)生極大的偏差，輕則消耗大量燃料降低航天器壽命，重則會(huì)因燃料不足而無(wú)法交會(huì)。前蘇聯(lián)1968年的一次交會(huì)對(duì)接，兩飛行器相距僅30厘米時(shí)卻因燃料耗盡而失敗。

　　除了點(diǎn)火時(shí)間的精確，火箭飛行精度也要提高。這次使用的長(zhǎng)征2F遙八火箭，飛行時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)迭代計(jì)算不斷修正軌道，創(chuàng)造了我國(guó)火箭入軌精度的最新紀(jì)錄。

2追趕關(guān)

萬(wàn)里大追趕邊追邊降速

　　按生活常識(shí)去思考，無(wú)論距離多遠(yuǎn)，加大速度去追就是，又有何難？然而，在太空中，飛船追趕天宮的最優(yōu)方案不是加速，而是不斷減速。

　　在軌道周期不變的情況下，軌道越低的飛行器飛得越快。正是基于這樣的物理原理，飛船追趕天宮的過(guò)程，是一個(gè)邊抬高軌道邊降速的過(guò)程。

　　飛船入軌時(shí)，與天宮一號(hào)還有上萬(wàn)公里的距離，而且兩者軌道不在同一平面。沒(méi)有嚴(yán)密的計(jì)算和超一流的飛控能力，想在短短不到兩天的時(shí)間內(nèi)追上，實(shí)非易事。

　　為此，北京飛控中心早在2007年7月就開始研發(fā)我國(guó)新一代飛控軟件，經(jīng)數(shù)年攻關(guān)于2009年初啟用。這套擁有1100多萬(wàn)行代碼的龐大軟件系統(tǒng)，能夠?qū)Ω叨汝P(guān)聯(lián)的多目標(biāo)同時(shí)測(cè)控，確保飛船和天宮一號(hào)協(xié)調(diào)配合進(jìn)行每個(gè)動(dòng)作。

　　與此同時(shí)，原本測(cè)控覆蓋率僅有17%的航天測(cè)控網(wǎng)，也因中繼衛(wèi)星和測(cè)控站點(diǎn)的增加，將覆蓋率提升到69%。

　　通過(guò)高水平的軌道設(shè)計(jì)和嚴(yán)密計(jì)算，5次軌道控制后，飛船速度降至與天宮一致時(shí)，飛船也恰好到達(dá)天宮一號(hào)的同一高度和同一位置：10000公里的距離只剩咫尺。

3防撞關(guān)

設(shè)4個(gè)停泊點(diǎn)走一段停一停

　　美俄兩國(guó)早期的交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)，碰撞事故層出不窮。就在1997年，俄羅斯的進(jìn)步飛船與和平號(hào)空間站還發(fā)生相撞，使空間站上的光譜號(hào)艙被迫關(guān)閉。這次碰撞也加速了和平號(hào)空間站失效墜毀的進(jìn)程。

　　神舟八號(hào)飛船在地面引導(dǎo)控制下到達(dá)天宮一號(hào)后下方52公里處時(shí)，二者建立直接通信聯(lián)系，飛船通過(guò)自身的計(jì)算機(jī)自主控制繼續(xù)接近天宮一號(hào)，并在5公里、400米、140米、30米設(shè)立4個(gè)停泊點(diǎn)。

　　當(dāng)飛船歷盡艱難來(lái)到天宮一號(hào)身邊，相撞成了最危險(xiǎn)的事。飛船專門加裝了4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，提供緊急避讓的動(dòng)力。二者相距5公里以外時(shí)，如果關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)，則會(huì)在各自的軌道上越離越遠(yuǎn)，不會(huì)相撞。一旦進(jìn)入5公里之內(nèi)，即使沒(méi)有任何動(dòng)力，也可能越飛越近導(dǎo)致相撞。

　　因此，4個(gè)停泊點(diǎn)就像是輪船入港前的錨地，是重要的可靠性備份措施。走一段停一停，一方面可以避免走得太快發(fā)生碰撞，另一方面也提供了處置突發(fā)故障的時(shí)間。如果在某一階段出了問(wèn)題，可以退回上一停泊點(diǎn)，解決后繼續(xù)按原計(jì)劃前進(jìn)。

4精控關(guān)

好比在浩瀚太空穿針眼

　　在343公里高的軌道上高速飛行的航天器，即使用航天測(cè)控站的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，也難以清晰觀測(cè)到。

　　要想在這樣的條件下，讓兩個(gè)8噸多龐然大物的對(duì)接機(jī)構(gòu)挨近時(shí)誤差在18厘米之內(nèi)，姿態(tài)小于5度，這就像是讓飛船拿著一根線，穿到天宮拿的那根繡花針的針眼里去。

　　這，需要神舟八號(hào)飛船上諸多新增設(shè)備的緊密配合。飛船新增的8臺(tái)平移發(fā)動(dòng)機(jī)遍布周身，提供了各個(gè)角度和方向的推力。而最關(guān)鍵的，首先是航天器相對(duì)位置測(cè)量數(shù)據(jù)的精確，發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力才能精確。

　　從相距52公里到實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，作用距離較遠(yuǎn)的微波雷達(dá)率先工作，進(jìn)入20公里后精度較高的激光雷達(dá)開始工作，進(jìn)入100米時(shí)更加精確的CCD光學(xué)敏感器開始介入。這3臺(tái)技術(shù)方案和性能指標(biāo)均達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平的交會(huì)對(duì)接測(cè)量設(shè)備，完全由我國(guó)自主研制，如果對(duì)接成功，將驗(yàn)證我國(guó)同時(shí)掌握3種世界領(lǐng)先的太空測(cè)量技術(shù)。

　　由于在地面無(wú)法完全模擬太空中的陽(yáng)光強(qiáng)度，為避免強(qiáng)陽(yáng)光對(duì)測(cè)量設(shè)備的干擾，首次交會(huì)對(duì)接計(jì)劃在地球陰影區(qū)進(jìn)行。如果進(jìn)展順利，組合體飛行12天后，第二次試驗(yàn)則會(huì)選擇在光照區(qū)進(jìn)行，充分驗(yàn)證測(cè)量設(shè)備的抗干擾能力。

5分離關(guān)

事關(guān)航天員生命安全

　　兩個(gè)航天器的速度、位置、姿態(tài)、偏差等11個(gè)參數(shù)滿足對(duì)接條件后，神舟八號(hào)在慣性作用下繼續(xù)前進(jìn)，與天宮一號(hào)輕輕相觸。當(dāng)感應(yīng)裝置感受到接觸，飛船尾部4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)隨即點(diǎn)火，“捕獲”后旋即關(guān)機(jī)，緊接著，緩沖、校正、拉近、拉緊、鎖死等一系列動(dòng)作就會(huì)相繼展開，上千個(gè)齒輪和軸承同步動(dòng)作，飛船和天宮用大約15分鐘的時(shí)間組成剛性連接的組合體。

　　兩個(gè)航天器形成組合體運(yùn)行結(jié)束飛船準(zhǔn)備返回時(shí)，分離，也是一個(gè)重要關(guān)口。如果分不開，航天員就無(wú)法返回地球，后果是災(zāi)難性的。

　　對(duì)接時(shí)鎖得太緊，分離時(shí)就必然更加困難。對(duì)接機(jī)構(gòu)上的12把結(jié)構(gòu)鎖，每個(gè)鎖的拉力都是數(shù)噸級(jí)。為保分離采取了4重備份。飛船鎖鉤自動(dòng)解鎖失效，則由天宮鎖鉤解鎖，如果仍然不行，則先用火工品炸斷飛船鎖鉤，仍然無(wú)效，最后的選擇就是把天宮的鎖鉤炸毀，萬(wàn)一發(fā)展到這一步，天宮的對(duì)接機(jī)構(gòu)永遠(yuǎn)失效，將無(wú)法迎接下一艘飛船。

　　鎖緊機(jī)構(gòu)依次解開后，兩個(gè)對(duì)稱的彈簧提供了初始推力，飛船離天宮慢慢變遠(yuǎn)，直至撤至安全距離，飛船發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，加速離開。飛船返回艙返回地球后，交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)至此完成。