接触瞬间
神八与天宫交会对接模拟图
中国测控网讯昨天(11月3日)凌晨1点30分,神州八号飞船与天宫一号目标飞行器在外太空成功交会对接。这是我国航天史上的又一突破,它的成功,使中国成为全世界第三个独立掌握交会对接技术的国家。当对接时刻的测控图像从渭南站传来时,陕西航天人沸腾了:这一臂之力,总算是推得恰到好处!。
一个个历史性的时刻,都铭记着三秦航天人日复一日的努力。每一个陕西元素的升空,也都向世人展示着航空大省的智慧和力量。天宫神八此刻交会梦想,陕西航天必将助推未来。在中国航天的筑梦之旅上,永远有一枚为陕西航天人铸造的勋章!
交会对接技术是国际航天界公认的技术难题,业内称之为“百米之外的穿针引线”。两个飞行器在轨道上以每秒7.8公里的速度相向飞行,由远距离逐渐逼近,一直到实现无缝对接,这个过程需要地面引导、飞行器控制,在任何一个环节上出了差错都会导致失败,可谓差之毫厘谬以千里。
航天六院副院长、载人航天项目负责人刘志让:这个难度主要是神州八号、天宫一号两个(飞行器),必须要保持相对速度最小,甚至最佳是保持为0,所以这样一来两个高速飞行的飞行器要在对接时能连接起来,那么相当于就是一根麻绳的纤维穿到一个针孔里面去,所以难度是相当大的。
作为中国航天的金牌动力,航天六院为此次进行交会对接的两个飞行器提供了一系列动力设备,使神州八号在与天宫一号对接前完美地调整好自己的姿势,为百米外的穿针引线做好精确的瞄准。
刘志让:航天六院主要负责的是天宫一号和神州八号上面动力的研制。对今天晚上来讲,主要是神州八号上面的36台发动机要能够完成平移、速度调整、控制和偏航、俯仰这些功能,主要是调整它的姿态,使得不发生偏差,准确地对接上。
航天六院欢庆交会对接成功
其实,从发射到与天宫一号对接,神州八号一共要经历三个阶段:追赶、远距离导引和最后的接触。其中,远距离导引段主要是地面对飞行器的飞行轨道进行测量和控制,使两个飞行器相对接近,然后根据两个飞行器轨道的偏差,来控制神八变轨,逐渐接近天宫一号。而如何控制神八精确地接近天宫是头等难题。神八正常入轨时距离天宫有万里之遥,自身配备的仪器无法建立二者之间的联系,就需要地面控制系统和中继卫星从中搭桥。
由中国航天科技集团公司五院西安分院研制的中继终端及天线设备,就是实现“太空握手”的核心部分。
中国航天科技集团公司五院西安分院院长史平彦:咱们西安分院为这次交会对接的整个过程,提供全程的测控,就是把天宫一号里面的状态等一些信息传到地面控制中心,把实时的图像传回来,另外还得把控制中心的指令发到天宫一号上去,使得整个的交会对接过程呢在地面实现可控。
对接过程中数据、指令的有效传输,离不开精确的定位。另外,当飞行器运行到西半球时,我国的地面监测系统就无法联系到它了。这样的无联系状态在神州7号上曾经出现过,使数据传输一度中断。而此次西安分院首次使用“天基”测控系统,有效地解决了这一问题。
史平彦:以前我们做航天测控,都是使用地面的一些测控网,跟踪就是用那个大锅在那儿转,它这个观测范围很有限,在一圈90分钟里头,一般它能跟踪到5分钟到15分钟。这次我们是第一次把“天基”测控系统用在航天任务里面。现在我们利用两颗数据中继卫星对交会对接这个过程进行测控、跟踪还有图像传输,这是国内第一次。以前都叫地基,这次叫天基。现在用天基这个系统,我们一圈能跟踪到70%,基本上属于实时测控。
“天基”的难度在于,需要飞行器跟踪卫星,从而实现数据和指令的无中断传输。针对此,西安分院研制了一套自动跟踪系统,只需要在天宫一号和神州八号上各放一个中继终端,就可以随时随地地盯住卫星、保持联系了。
史平彦:这个终端上去以后,先要找到卫星,然后跟着它,卫星要走,天线就要不停地指向它。我们叫自动跟踪系统。跟踪上以后你才能进行数据传输。
2011年9月29号21点16分,天宫一号发射成功;11月1号凌晨5点58分,神州八号飞船发射成功;11月3号凌晨1点49分,载人航天工程总指挥常万全向世界宣布了交会对接成功的喜讯:根据北京飞控中心报告,天宫一号目标飞行器与神州八号已顺利实现首次交会对接,现在我宣布,天宫一号、神州八号首次交会对接取得圆满成功!