天宫一号与神舟八号对接yd14207

神舟八号昨晚11时转入自主导航控制 今日凌晨顺利完成首次交会对接
	新闻提示 中国载人航天工程新闻发言人2日下午宣布，天宫一号与神舟八号交会对接任务总指挥部第六次会议研究决定，神舟八号飞船将于2日23时许转入自主导航控制。与天宫一号目标飞行器实施首次交会对接。 据悉．北京时间11月2日17时05分。神舟八号飞船在飞行第24圈时成功实施第5次远距离导引变轨。完成了交会对接准备。神舟八号飞船于北京时间11月2日11时启动与天宫一号交会对接任务。并于3日凌晨1时30分许成功实现“初吻”。
对接八个步骤 耗时十多分钟 两个航天器在太空的交会和对接是两个不同过程。 据悉,“神舟八号”和“天宫一号”在同一时刻以同样的速度到达同一个地点顺利交会,两个飞行器的速度、位置、姿态、偏差等11个参数满足对接的初始条件后,飞行器就将停止控制,让它们根据惯性进行碰撞,整个对接过程一共大约需要十分钟时间。 对接过程分为8个步骤: ■第一步是“相撞”。在惯性作用下,8吨重的“神舟八号”与8.6吨重的“天宫一号”以每秒0.2米左右的速度进行相撞,对接过程正式开始。 ■第二步是“捕获”。“神舟八号”主动对接机构上的对接环,接到失衡传感器发出对接指令信号后,6根滚珠丝杆就会向外推出200多毫米,对接环上安装的3对捕获锁,撞到“天宫一号”被动对接机构相对应的卡板器,就会被牢牢卡住。 ■第三步是“缓冲"。“神舟八号”对接环受到撞击后,将会通过一套传动机构,联向对接机构上的摩擦自动器和电磁阻尼器,分别吸收纵向和横向的撞击能量,进行缓冲。 ■第四步是“校正”。 ■第五步是“拉近”。 ■第六步是“拉紧"。 ■第七步是“密封"。两个飞行器拉紧后,对接机构上的驱动电机将带动钢丝绳系统,将两个连接器面上的密封圈压缩,保持密封。 ■第八步是“刚性连接”。通过对接锁使两个连接器贴合,实现刚性连接”,将两个航天器组合成一体。拉紧、密封和刚性连接共需220秒。
首次使用新制导手段 摄动制导和迭代制导,是两种不同的制导手段。“简单解释,摄动制导是事先规定好具体路径,引导火箭到达指定目的地,而迭代制导则只是限定目的地,但不限制具体路径。”运载火箭总设计师荆木春说。 从精度上来说,迭代制导技术依靠现代计算机技术和最优控制理论,灵活根据火箭当前的速度、位置以及预估的入轨点,不断调整自己的飞行轨迹,更精确地到达目的地。承担发射任务的长征二号F遥八火箭,具备了使用上述两种方式制导的能力。荆木春介绍说,虽然发射天宫一号的精度要求没有发射神舟八号高,但仍然使用了摄动制导方式,“这次为了满足精度需求,我国首次使用迭代制导技术,将神舟八号送入预定位置”。 按照方案,天宫一号与神舟八号对接成功后,飞船的电源系统将不再工作,由天宫一号为其提供电力支持。与以往的神舟系列飞船使用低压电源系统不同的是,天宫一号使用的是100伏的高压空间电源系统。 据载人飞船系统总设计师张柏楠介绍,高压电源在传输电力时损耗小,适用于耗电大、在轨工作时间长的空间站。作为中国空间站的“前身”天宫一号使用了高压电源。对接以后,还将转换为低压电,为神舟八号提供电力支持。
青岛早报2011/11/3/33 本版文图据新华社等媒体

总设计师张柏楠：是我国航天史上迄今为止难度最大的一次飞行任务
	“交会对接．是我国航天史上迄今为止难度最大的一次飞行任务。”作为载人航天工程空间实验室系统和飞船系统两个系统的总设计师．张柏楠因博学和技术扎实被业内人士称为“难不倒”。然而这一次．“难”成了他接受采访口中出现频率最高的词汇。 如何交会．如何对接。难在哪里? 张柏楠将实现交会对接的过程总结归纳为“过5关”．并向记者披露了如何逾越这五道关。
瞄准 点火误差不能超过正负1秒 以往飞船发射,可以在几十分钟甚至更宽的时间范围内择机点火,而神舟八号飞船发射点火的时间被限定在正负1秒的范围内。这,就是瞄准的需要。点火瞄准时多差1秒,飞船到了太空和天官的轨道面都会产生极大的偏差,轻则消耗大量燃料降低航天器寿命,重则会因燃料不足而无法交会。前苏联1968年的一次交会对接,两飞行器相距仅3O厘米时却因燃料耗尽而失败。除了点火时间的精确,火箭飞行精度也要提高。这次使用的长征二号F遥八火箭,飞行时通过实时迭代计算不断修正轨道,创造了我国火箭入轨精度的最新纪录。
追赶 两天内追上10000公里 按生活常识去思考,无论距离多远,加大速度去追就是,又有何难?然而,在太空中,飞船追赶天宫的最优方案不是加速,却是不断减速。飞船入轨时,与天宫一号还有约1万公里的距离,而且两者轨道不在同一平面。没有严密的计算和超一流的飞控能力,想在短短不到两天的时间内追上,实非易事。通过高水平的轨道设计和严密计算,5次轨道控制后,飞船速度降至与天宫一致时,飞船也恰好到达天宫一号的同一高度和同一位置：1O000公里的距离只剩咫尺。
防撞 历史上这个过程出事最多 神舟八号飞船在地面引导控制下到达天宫一号后下方9公里处时,二者建立直接通信联系,飞船通过自身的计算机自主控制继续接近天宫一号,并在5公里、400米、140米、3O米设立4个停泊点。当飞船历尽艰难来到天宫一号身边,相撞成了最危险的事。飞船专门加装了4台反推发动机,提供紧急避让的动力。 二者相距5公里以外时,如果关掉发动机,则会在各自的轨道上越离越远,不会相撞。一旦进入5公里之内,即使没有任何动力,也可能越飞越近导致相撞。因此,4个停泊点就像是轮船入港前的锚地,是重要的可靠性备份措施。如果在某一阶段出了问题,可以退回上一停泊点,解决后继续按原计划前进。
精控 好比在浩瀚太空穿针眼 在343公里高的轨道上高速飞行的航天器,即使用航天测控站的光学望远镜,也难以清晰观测到。要想在这样的条件下,让两个8吨多的庞然大物,对接机构挨近时误差在18厘米之内,姿态小于5度,这就好比是让飞船拿着一根线,穿到天宫一号拿的那根绣花针的针眼里去。这,需要神舟八号飞船上诸多新增设备的紧密配合。 飞船新增的8台平移发动机遍布周身,提供了各个角度和方向的推力。而最关键的,首先是航天器相对位置测量数据的精确,发动机提供的推力才能精确。
分离 关系未来航天员生命安全 两个航天器的速度、位置、姿态、偏差等11个参数满足对接条件后,神舟八号在惯性作用下继续前进,与天宫一号轻轻相触。当感应装置感受到接触,飞船尾部4台发动机随即点火,“捕获”后旋即关机,紧接着,缓冲、校正、拉近、拉紧、锁死等一系列动作就会相继展开,上千个齿轮和轴承同步动作,飞船和天宫用大约15分钟的时间组成了刚性连接的组合体。神舟八号和天宫一号的对接机构是迄今为止中国最复杂的空间机构,有数百个轴承齿轮和上万个零部件。两个航天器形成组合体运行结束飞船准备返回时,分离,也是一个重要关口。如果分不开,航天员就无法返回地球,后果是灾难性的。 锁紧机构依次解开后,两个对称的弹簧提供了初始推力,飞船离天宫慢慢变远,直至撤至安全距离,飞船发动机点火,加速离开。飞船返回舱返回地球后,交会对接试验至此完成。
青岛早报2011/11/3/36本版文图据新华社等媒体

新闻提示

14日20时,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。这次对接进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

第二次成功交会对接 再次形成刚性组合体

19时24分,北京航天飞行控制中心向组合体发送指令,飞控中心的大屏幕上,中间位置显示出神舟八号逐渐撤离天宫一号的三维动画,两侧分别显示着从天宫看神舟、从神舟看天宫的图像:大屏幕下, 工作人员紧张有序地忙碌着。4分钟后,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。

在地面控制下,神舟八号再次向天宫一号缓缓靠近,3O米,20米,10米…

屏幕中央图像显示,神舟步步追赶、步步靠近,逐渐抵达天宫“身旁”。经过接触、捕获、缓冲校正、拉回、锁紧等技术动作,两个航天器最终实现二次对接,再次形成刚性组合体,以优美的姿态飞行在浩渺太空。

随后,北京飞控中心宣布:天宫一号、神舟八号第二次交会对接取得圆满成功。顿时,飞控大厅里掌声四起,一片欢腾。

检验组合体分离功能 测量阳照区工作性能

据北京飞控中心副主任麻永平介绍,这次试验主要目的是检验组合体分离、飞船撤离功能和交会测量设备在阳照区的工作性能,并进行天宫一号与神舟八号第二次交会对接。试验安排在飞船运行第216圈地面连续测控弧段进行,为充分考核光学测量设备在光照条件下的功能性能,组合体分离、飞船撤离和交会试验大部分过程在阳照区进行,对接在阴影区完成。

第二次交会对接试验完成后,北京航天飞行控制中心将继续对组合休实施精确测控,同时,认真收集空间天气监测数据等相关信息,对飞船返回前轨道参数进行修正计算,为组合体再次分离和神舟八号飞船顺利返回做好准备。

天宫一号与神舟八号的二次交会对接任务,于14日20时顺利完成。二次对接后还有哪些后续看点值得关注?北京飞控中心副总师李剑进行了相关介绍。

组合体轨道维持

二次交会对接完成后,将对神八/天宫的组合体进行第二次轨道维持。李剑说,运行在外太空的航天器受大气阻力影响,其轨道会出现衰减,因此天官一号与神舟八号的组合体在轨运行期间也将进行2次轨道维持。

飞船再次撤离天宫

组合体运行一段时间后,神舟八号飞船将再次撤离天宫一号。这次飞船分离与二次交会对接前飞船的分离形态不同。二次交会对接前,组合体进行180度调头,飞船正飞分开。而最终撤离返回的时候,组合体不再调头,飞船采取倒飞撤离,即直接从前面撤离。

飞船或进行轨道维持

李剑说,为使飞船顺利返回地面,返回前计划进行一次飞船轨道维持,目的是为了能让飞船精确地瞄准着陆点,即返回那一圈的轨迹要过着陆场的中心点。但是,如果各种因素考虑准确,飞船撤离后、返回前的轨道维持或将取消。

撤离后一天返回

飞船撤离后,预计运行一段时间再返回地面。李剑说,飞船分离后不是立即就返回,而是计划撤离后一天返回,主要是在程序设计上为返回前轨道的偏差留有调整余地。返回程序的准备也需要一定时间,还要考虑主着陆场气象条件等很多因素。因此,要做好全面准备后再以最好时机进行返回。

青岛早报2011/11/15/20 本组文图均据新华社