神九3名航天員進(jìn)駐天宮 今日開展實(shí)驗(yàn)

神九3名航天員進(jìn)駐天宮 今日開展實(shí)驗(yàn) 神九3名航天員進(jìn)駐天宮 今日開展實(shí)驗(yàn)  

神九3名航天員進(jìn)駐天宮 今日開展實(shí)驗(yàn)

    組合體飛行6天之后將再次分開 由航天員手動(dòng)控制二次交會(huì)對(duì)接

    一個(gè)夢(mèng)想，一個(gè)縈繞在中華民族心頭的千年夢(mèng)想，隨著3位中國(guó)航天員由神舟九號(hào)飛船進(jìn)入天宮一號(hào)終于成真。

    如同敦煌壁畫上的飛天形象一樣如夢(mèng)如幻——2012年6月18日14時(shí)07分，兩個(gè)航天器在距地球343公里的太空緊緊相擁，3個(gè)小時(shí)后，景海鵬、劉旺、劉洋像鳥兒一樣，依次“飛”進(jìn)了“天宮”……

    圓夢(mèng)“天宮”，使中國(guó)成為世界上第三個(gè)具備向在軌航天器運(yùn)送人員和物資能力的國(guó)家，標(biāo)志著中華民族在叩開空間站時(shí)代大門之后，又向前邁出重要一步。

    搭載著3位航天員的神舟九號(hào)飛船18日下午與在軌運(yùn)行的天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器順利“牽手”，首次載人自動(dòng)交會(huì)對(duì)接順利完成。

    16日傍晚發(fā)射的神舟九號(hào)飛船于當(dāng)日18時(shí)47分準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道后，經(jīng)過北京航天飛行控制中心4次軌道控制，于18日中午抵達(dá)距天宮一號(hào)后下方52公里處，與天宮一號(hào)建立穩(wěn)定的空空通信鏈路，開始自主導(dǎo)航。

    在經(jīng)歷了尋的、接近和平移靠攏三個(gè)階段，分別在5公里、400米、140米、30米四個(gè)停泊點(diǎn)進(jìn)行停泊之后，神舟九號(hào)飛船以0.2米/秒的相對(duì)速度沿直線緩緩接近天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器。

    14時(shí)07分許，神舟九號(hào)與天宮一號(hào)對(duì)接環(huán)剛一接觸，飛船尾部4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)隨即點(diǎn)火，將飛船輕輕推進(jìn)天宮懷抱。不到8分鐘，對(duì)接機(jī)構(gòu)先后完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊4個(gè)過程。神舟九號(hào)和天宮一號(hào)實(shí)現(xiàn)剛性連接，組合體以7.8公里/秒的速度繞地球飛行。

    自動(dòng)交會(huì)對(duì)接過程中，飛船上景海鵬、劉旺、劉洋表情輕松、狀態(tài)良好，不時(shí)向地面報(bào)告飛船狀態(tài)。在組合體飛行期間，他們將通過對(duì)接通道從飛船進(jìn)入天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙，開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)試驗(yàn)等活動(dòng)。

    在組合體飛行 6天之后，神舟九號(hào)和天宮一號(hào)將再次分開，在航天員的手動(dòng)控制下完成第二次交會(huì)對(duì)接。

    從神舟九號(hào)進(jìn)入“天宮”航天員先后打開三道門

    從神舟九號(hào)對(duì)接上天宮一號(hào)到航天員進(jìn)入“天宮”，時(shí)間過去了近3個(gè)小時(shí)。通往“天宮”之門為什么這么難開啟？

    中國(guó)航天員中心選拔訓(xùn)練研究室主任吳斌說，從神舟九號(hào)進(jìn)入“天宮”的路上，航天員要先后打開三道門：飛船返回艙與軌道艙之間的門、軌道艙前艙門和天宮一號(hào)艙門。后兩道門通過對(duì)接通道相連，在打開其中每一道門之前，航天員都要進(jìn)行艙門檢漏、艙壓平衡等操作以保證安全，這個(gè)操作過程是需要較長(zhǎng)時(shí)間的。

    記者從北京飛控中心大屏幕的實(shí)時(shí)畫面上看到，在打開最后一道門——天宮一號(hào)艙門之前，景海鵬首先從工具箱中取出“鑰匙”。這并不是我們常見的鑰匙，而是一把三四十公分長(zhǎng)的金屬把手，相當(dāng)于把一枚“螺母”套在艙門開門機(jī)構(gòu)的“螺帽”上。畫面顯示，景海鵬并沒有太費(fèi)勁，就打開了“天宮”之門。

    神舟七號(hào)飛行的出艙環(huán)節(jié)中，翟志剛與劉伯明在打開艙門時(shí)頗費(fèi)了些周折?！澳堑篱T內(nèi)外是不同的空間環(huán)境與飛船艙內(nèi)環(huán)境，雖然開門前艙內(nèi)已經(jīng)卸壓，但仍然會(huì)存在一定的壓力差，所以開門比較費(fèi)力。”飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰解釋說，這一次，天宮一號(hào)艙門的兩頭都是密封艙，壓力完全平衡，因此操作相對(duì)順利多了。

    劉洋用黑色攝像機(jī)記錄畢生難忘時(shí)刻

    圖像切入飛船內(nèi)。坐在最中間的劉旺全神貫注，表情嚴(yán)肅。自動(dòng)交會(huì)對(duì)接并不意味著航天員可以輕松“觀戰(zhàn)”，他們要實(shí)時(shí)監(jiān)視飛船儀表顯示的情況，時(shí)刻準(zhǔn)備在緊急情況下啟動(dòng)手控對(duì)接方案。

    劉洋左手握著飛行手冊(cè)，右手捧著黑色的攝像機(jī)，鏡頭對(duì)著前方——她將用影像記錄著畢生難忘的一刻。

    三航天員入住“天宮”經(jīng)典鏡頭回放

    11時(shí)47分，已經(jīng)在軌運(yùn)行了26圈的神舟九號(hào)飛船平穩(wěn)飛抵天宮一號(hào)身后，二者相距約52公里。4次自我修正后，神舟九號(hào)飛船進(jìn)入5公里停泊點(diǎn)。

    14時(shí)07分，飛躍最后的30米，在太空中獨(dú)自等待了215天的天宮一號(hào)終于迎來了神舟九號(hào)，對(duì)接環(huán)輕輕觸碰。

    飛船啟動(dòng)主動(dòng)對(duì)接鉤，牢牢鎖住天宮一號(hào)上的被動(dòng)對(duì)接鉤，上千個(gè)齒輪和軸承同步動(dòng)作，對(duì)接面上6組12把對(duì)接鎖緊緊扣在了一起。

    這時(shí)，3把捕獲鎖打開并內(nèi)翻到原始位置，在天宮與神舟之間留出了直徑80多厘米的連接通道：幾個(gè)小時(shí)后，航天員將通過這條“小路”，首次進(jìn)入天宮。

    “對(duì)接機(jī)構(gòu)鎖緊完成！”14時(shí)14分，當(dāng)擴(kuò)音器里傳來地面監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的確認(rèn)報(bào)告，北京飛控中心指控大廳內(nèi)響起了熱烈的掌聲。

    大屏幕上清晰地顯示：神舟九號(hào)和天宮一號(hào)組成密不可分的組合體，以優(yōu)美的姿態(tài)飛翔在茫茫太空。

    難度好比在太空中打兩個(gè)“移動(dòng)靶” ——航天專家解碼神九與天宮首次載人交會(huì)對(duì)接

    航天器空間交會(huì)對(duì)接，被形象地比喻為“百米穿針”。對(duì)于搭載著景海鵬、劉旺、劉洋3位航天員的神舟九號(hào)飛船來說，在與天宮一號(hào)的交會(huì)對(duì)接過程中，精確顯得尤為重要。

    載人航天工程測(cè)控通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師錢衛(wèi)平說，“我們的任務(wù)就是，精確、精確，再精確?！?/p>

    控制精度要求之高前所未有

    遠(yuǎn)距離導(dǎo)引到交會(huì)對(duì)接的第一步，神舟九號(hào)需要從數(shù)千公里外的地方被導(dǎo)引至距天宮一號(hào)后下方52公里處的交會(huì)對(duì)接入口。

    “遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制帶來的控制頻度之密，控制精度要求之高，前所未有。”北京航天飛行控制中心副主任麻永平說，兩個(gè)航天器均以每秒7.8公里的速度高速飛行，要準(zhǔn)確控制這兩個(gè)高速動(dòng)態(tài)飛行器的相對(duì)位置和相對(duì)高度，就好比在太空中打兩個(gè)“移動(dòng)靶”。

    這個(gè)艱巨任務(wù)由地面測(cè)控系統(tǒng)來完成?！吧裰劬盘?hào)發(fā)射升空以后，我們要進(jìn)行5次遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制，實(shí)際上只實(shí)施了4次就實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)?！北本╋w控中心研究員唐歌實(shí)介紹，中心通過精密定軌和精確的軌控效果標(biāo)定，研究分析認(rèn)為第5圈和第19圈軌道控制將對(duì)軌道面產(chǎn)生一個(gè)固定偏差，因此可以利用這個(gè)偏差，來替代第13圈的軌道面修正，從而取消原來設(shè)計(jì)的軌道面修正控制，將原來設(shè)計(jì)的5次變軌減為4次。

    對(duì)接誤差須保持在十幾厘米范圍內(nèi)

    從相距52公里處，神舟九號(hào)開始利用飛行器上微波雷達(dá)、激光雷達(dá)等測(cè)量設(shè)備，獲得和天宮一號(hào)的相對(duì)距離和相對(duì)姿態(tài)等信息，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序計(jì)算出飛船繼續(xù)前進(jìn)的軌跡和速度，逐漸逼近天宮一號(hào)。

    這個(gè)過程就是航天器的自主交會(huì)。為什么要用自主交會(huì)取消測(cè)控系統(tǒng)的導(dǎo)引控制？

    錢衛(wèi)平說，由于地面航天測(cè)控網(wǎng)受到距離、分布等因素的制約，在近距離時(shí)難以滿足飛行器交會(huì)的要求，只能依靠航天器自主導(dǎo)引。

    要使神舟九號(hào)和天宮一號(hào)對(duì)接機(jī)構(gòu)能夠順利捕獲，誤差必須保持在十幾厘米范圍內(nèi)，這種導(dǎo)航精度，對(duì)飛行的安全性、天地協(xié)同的時(shí)效性，都提出了極其苛刻的要求。

    從神舟九號(hào)接近天宮一號(hào)起，共設(shè)置了5公里、400米、140米和30米四個(gè)停泊點(diǎn)。神舟九號(hào)在這幾個(gè)點(diǎn)都要相對(duì)于天宮一號(hào)“停泊”數(shù)分鐘，給地面測(cè)控系統(tǒng)提供分析判斷兩個(gè)航天器狀態(tài)的時(shí)間。如果一切正常，則繼續(xù)進(jìn)行交會(huì)對(duì)接；如果出現(xiàn)意外情況，則可能隨時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)。

    精確：實(shí)現(xiàn)“1＋1＝1”的關(guān)鍵

    當(dāng)神舟九號(hào)和天宮一號(hào)的對(duì)接機(jī)構(gòu)剛一接觸上，飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)，對(duì)飛船進(jìn)行加速。對(duì)接機(jī)構(gòu)按照捕獲、緩沖、拉近、鎖緊四個(gè)階段，完成對(duì)接，并保證密封。

    對(duì)接后，天宮一號(hào)和神舟九號(hào)成為一個(gè)組合體在軌道上運(yùn)行，此時(shí)由天宮一號(hào)控制組合體飛行，神九飛船處于“?？俊睜顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)“1＋1＝1”。

    在神九天宮載人交會(huì)對(duì)接任務(wù)過程中，組合體將至少進(jìn)行兩次分離，一次是手控交會(huì)對(duì)接之前，神九將與天宮短暫作別；一次是航天員返回前，神九將與天宮永久作別。

    “相見時(shí)難別亦難”，兩個(gè)航天器能否分離成功，是交會(huì)對(duì)接任務(wù)完整過程的最后一步，也意味著未來航天員能否順利從空間實(shí)驗(yàn)室或者空間站撤離。

    分離過程是“1-1＝2”的過程，要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)組合在一起的飛行器順利分開，又保證兩個(gè)飛行器一切正常，神舟九號(hào)恢復(fù)自主飛行功能。

    全面展現(xiàn)我航天整體實(shí)力

    “中國(guó)人首次進(jìn)入自己在太空的‘家’，這充分展現(xiàn)了中國(guó)航天的整體實(shí)力?！陛d人航天工程測(cè)控通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師錢衛(wèi)平說。

    18日17時(shí)07分，航天員景海鵬從神舟九號(hào)飛船成功進(jìn)入在軌運(yùn)行的天宮一號(hào)。航天界專家認(rèn)為，首次載人交會(huì)對(duì)接任務(wù)的成功，不僅全面檢驗(yàn)了中國(guó)航天的實(shí)力，而且標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程取得了又一歷史性跨越，中國(guó)人離建立太空家園的夢(mèng)想又近了一步。

    “我給這次任務(wù)打95分。”中國(guó)載人航天工程副總設(shè)計(jì)師王忠貴在接受記者采訪時(shí)表示，“任務(wù)完成得非常完美，超乎想象。但接下來我們還要進(jìn)行手控交會(huì)對(duì)接，還有10多天的天空飛行，還沒有到打滿分的時(shí)候?！?/p>

    王忠貴認(rèn)為，無論是航天員乘組的表現(xiàn)，還是天宮一號(hào)的性能，都給人意料之外的驚喜?！熬昂ｙi作為指令長(zhǎng)，非常沉著、冷靜，與劉旺、劉洋配合默契，動(dòng)作協(xié)調(diào)，令人贊嘆。”王忠貴說，“天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在太空中飛行了200多天時(shí)間，各項(xiàng)指標(biāo)性能均超越預(yù)定狀態(tài)。”

    測(cè)控通信系統(tǒng)在保障交會(huì)對(duì)接過程中發(fā)揮了重要作用，確保了兩個(gè)飛行器的精確對(duì)接，為航天員提供了可靠的通信保障。“我們事先準(zhǔn)備的多套預(yù)案，都沒有派上用場(chǎng)。”錢衛(wèi)平說，“盡管任務(wù)取得圓滿成功，但現(xiàn)在還不是激動(dòng)的時(shí)候?！?/p>

    天宮神九交會(huì)對(duì)接與神八有四個(gè)不同

    北京航天飛行控制中心副主任麻永平18日詳細(xì)介紹了神九與天宮一號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接和神八對(duì)接的四個(gè)不同點(diǎn)。

    ——飛船手動(dòng)控制系統(tǒng)首次加電。這是神九飛船與天宮一號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接的一項(xiàng)重要備份手段。在自動(dòng)交會(huì)對(duì)接過程中，如果出現(xiàn)異常情況，可以由航天員實(shí)施手動(dòng)對(duì)接或撤離。

    ——對(duì)接在陽照區(qū)進(jìn)行。神九飛船從400米停泊點(diǎn)到對(duì)接接觸全過程均在陽照區(qū)內(nèi)進(jìn)行。這將進(jìn)一步考驗(yàn)光學(xué)測(cè)量設(shè)備在強(qiáng)光照條件下的測(cè)量精度和抗光干擾能力。

    ——航天員首次進(jìn)入天宮一號(hào)。這次任務(wù)中，神九飛船將與天宮一號(hào)實(shí)現(xiàn)空間連通；航天員將首次進(jìn)入在軌的天宮一號(hào)

    駐留，并開展空間科學(xué)應(yīng)用與試驗(yàn)。

    ——應(yīng)急手段進(jìn)一步完善。與首次無人交會(huì)對(duì)接任務(wù)相比，增加了50多種應(yīng)急交會(huì)對(duì)接模式，進(jìn)一步提高應(yīng)急情況下成功實(shí)施自動(dòng)對(duì)接的可靠性。