“神八”会“天宫”：个中奥秘你了解吗?

　　中国载人航天工程新闻发言人20日宣布，我国将实施载人航天工程首次空间交会对接任务，执行任务的“天宫一号”目标飞行器、长征二F运载火箭组合体已从酒泉卫星发射中心垂直总装测试厂房顺利转运至发射区。“天宫一号”将于9月27日至30日择机发射。 <p>　　</p><p>　　这位发言人说，按照计划，首次交会对接任务，将首先发射“天宫一号”，之后发射神舟八号飞船，实施无人自动交会对接试验。“天宫一号”飞行的主要任务是，为实施航天器空间交会对接飞行试验、突破和掌握交会对接技术提供交会对接目标，初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台，为空间站研制积累经验，进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>神舟八号 </strong></p><p>　　崭新的天地往返飞行器 为安全不载人 </p><p>　　</p><p>　　据广州当地媒体报道，中国空间技术研究院研究员、神舟号飞船总体副主任设计师李颐黎介绍，按计划，要在“天宫一号”发射成功以后再发射神舟八号。神舟八号是不载人的，并有很重大的改进，但现在尚未对外公布。他表示，“天宫一号”今年3月已完成组装和综合测试，今年5月进行发射场演练了，就准备要出厂。不过，他仍然没有透露神舟八号发射的具体时间。 </p><p>　　</p><p>　　神舟八号飞船，是中国神舟系列飞船的第八个。中国工程院院士、原“神舟”号飞船总设计师戚发轫透露，在中国的载人航天“三步走”计划中，中国最终要建设的是一个基本型空间站，它的规模不会超过现有的“和平号”或国际空间站。戚发轫院士介绍，基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭，才有资格发射核心舱。为此，我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。同时，我国还将在天津新建总装场。 </p><p>　　</p><p>　　戚发轫介绍，神舟系列飞船从神舟八号开始有了许多技术改进，首次转入批量生产，成为一种崭新的天地往返飞行器。其中，交会对接功能是其最主要的特色，航天员还可以根据电视图像操纵飞船，使其紧跟目标飞行器。此外，飞船上也将搭载一些试验项目。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>天宫一号 </strong></p><p>　　空间实验室雏形 寿命仅两年 </p><p>　　</p><p>　　目前，中国载人航天工程将重点突破空间飞行器交会对接技术，为建立空间实验室做准备。而“天宫一号”实际上就是一个空间实验室的雏形，它的重量和神舟七号一样，用它来完成和飞船的交会对接。“天宫一号”主体为短粗的圆柱型，直径比神舟飞船更大，前后各有一个对接口。采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱，实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成，实验舱前端安装一个对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。 </p><p>　　</p><p>　　“天宫一号”重八吨，类似一个小型空间实验站；发射“天宫一号”后两年内，中国将相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船，分别与“天宫一号”完成空间交会对接。这基本上要在两年之内完成，因为“天宫一号”寿命只有两年。神舟十号飞船完成交会对接以后，2020年就要建设中国自己的空间站。 </p><p>　　</p><p>　　航天专家庞之浩在接受本报记者采访时说，试验性空间站和其他空间站是两种既有联系又有明显区别的载人航天器，它们在任务目标、功能规模、技术指标、资金投入和研制周期等方面均有不同之处。 </p><p>　　</p><p>　　空间站是一种能在轨道上长期运行、具有一定科学技术试验能力或生产能力的有人居住航天器。空间站的发展历程分为：试验性空间站；简易空间站；永久性载人空间站。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>空间交会对接 </strong></p><p>　　全球公认技术难题 </p><p>　　</p><p>　　据介绍，“天宫一号”目标飞行器、长征二F运载火箭等飞行产品自6月底陆续进场后，按照飞行任务测试发射流程，相继开展了总装测试等技术区的准备工作，长征二F运载火箭还针对发射“实践十一号04星”的火箭故障原因，采取了相应改进措施。“天宫一号”在完成推进剂加注后，与运载火箭吊装对接构成一个完整的组合体，20日9时，承载着组合体的活动发射平台驶出载人航天发射场垂直总装测试厂房，安全转运至发射塔架。今后几天，发射场将陆续进行目标飞行器、火箭功能测试和器箭地联合测试等工作，进行最终状态检查和确认后，火箭加注推进剂，择机实施发射。 </p><p>　　</p><p>　　目前，执行首次交会对接任务的各大系统已进入最后准备工作状态，各项准备工作进展顺利。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>什么是空间交会对接？ </strong></p><p>　　</p><p>　　据中国载人航天工程网介绍，空间交会对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域。目前为止，只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术，欧洲的ATV和日本的HTV在交会对接技术方面分别得到了美国或俄罗斯的技术支持。 </p><p>　　</p><p>　　对接过程通常分为4个阶段。两个航天器在完成交会后保持一定的距离，进入共面的相对飞行阶段。在进行下一个步骤之前，两个航天器都要确定对接姿态。当两个航天器完成了最后的对接准备以后，目标航天器（被动方）保持原状态，对接航天器（主动方）则进行主动靠近。为了保证对接的准确性，航天员（或自动对接系统）必须在确保两个航天器的对接设备处于同一直线上之后，再小心翼翼地进行对接。最初的接触会触发一些小型撞锁来连接两个航天器（软对接），它们能够起到对接过程中的缓冲作用。在对接完成后，对接设备将两个航天器拉近紧贴在一起，一些能够进行密封连接的对接系统的对接口进行密封（硬对接）。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>空间交会对接有什么用？ </strong></p><p>　　</p><p>　　空间交会对接技术的作用主要体现在三个方面。一是为长期运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务。例如，除早期试验阶段外，俄罗斯联盟号载人飞船和进步号货运飞船的全部飞行任务，以及美国航天飞机与和平号空间站及国际空间站对接的主要任务都是如此。 </p><p>　　</p><p>　　二是为大型空间设施的建造和运行服务。和平号空间站的6舱段构型是通过交会对接直接在轨组装完成的，国际空间站的建造既利用了交会对接直接组装舱段，又利用了航天飞机强大的运输能力和航天员的操作完成了包括桁架、帆板和舱段的组装；航天飞机对哈勃望远镜的维修则是由交会对接技术支撑的在轨维修服务活动的典范事例。 </p><p>　　</p><p>　　三是进行空间飞行器重构以实现系统优化。例如在阿波罗登月任务中，在地球轨道和月球轨道要分别进行一次交会对接，地球轨道交会对接解决了降低火箭上升段逃逸质量与人员进入登月飞行器通道之间的矛盾，月球轨道交会对接实现了将登月飞行器与返回地球飞行器的功能区分和独立，大幅降低了对火箭运载能力的需求。 </p><p>　　</p><p>　　交会对接技术的另一个重大潜在应用领域是载人登月和深空探测任务。这些任务所需运载能力巨大，通过多次发射和交会对接技术在近地轨道完成轨道转移飞行器的组装，是降低对单发运载火箭能力需求的有效途径，特别是对于诸如火星及其以远的载人任务而言，这可能是目前技术水平上可工程实现的最佳、甚至唯一途径。（姜晨怡） </p><p>　　</p><p>　　来源：科技日报</p><p>　　</p><p>　　</p><br />