天宫一号与神舟八号“太空激吻”有3大风险(图)

“天宫一号”“神舟八号”交会对接过程示意图。 新华社发

　　“天宫一号”“神舟八号”相对速度不能超过每秒0.2米 横向偏差不能超过18厘米

　　执行我国载人航天工程首次空间交会对接任务的目标飞行器“天宫一号”昨日成功升空。未来的一段时间里，追踪飞行器“神舟八号”也将被发射，去追赶“天宫一号”。此次，如果“天宫一号”和“神舟八号”飞船成功一“吻”，中国将成为世界上第三个完整掌握交会对接技术的国家。

　　过程

　　两个8吨重“大个子”时速2.8万公里“拧螺丝”

　　空间交会对接是追踪飞行器和目标飞行器在预定的空间轨道交会，并在结构上连成一体的过程。交会对接技术与载人天地往返技术、航天员空间出舱活动技术是载人航天发展的三项基本技术。

　　早在上世纪90年代末，中国航天人就开始研制太空对接机构，并进行了大量的地面试验。当时的一批老航天人，如今想起来还都觉得“捏着一把汗”。这是因为,两个8吨重的物体，在太空中以第一宇宙速度(相当于每小时28440公里)飞行的同时，还要完成无缝对接，其难度可想而知，稍微刮擦后果都是不可想象的。

　　有关专家这样表述：“对接、分离时不但相关各舱室的气体不能泄漏，舱与舱之间要‘天衣无缝’，而且接合时需保持平稳，不能剧烈晃荡，这就好比在太空‘拧螺丝’。”

　　对接装置构造复杂 只有我国和美俄能设计制造

　　首先，两个航天器必须处于同一轨道面的同一个轨道上，相对速度不能超过0.2米/秒（“神八”运行速度略高于“天宫一号”）。如果计算不准，两个高速运行的航天器很可能“追尾”。

　　交会时，“天宫一号”与“神八”听从地面的远程控制，对接则完全依靠各自传感器之间的沟通导航。

　　当两个飞行器进入“无限逼近交会”阶段后，便开始对接。首先是捕获两个飞行器的对接机构同时伸出三个板状导向器，通过榫式交叉把对方牢牢抓住；再矫正到精确位置，然后拉紧，锁住，形成一个密闭通道；待充气检漏之后，“天宫一号”与“神八”就连在一起共同飞行，直到“神八”返回地球。

　　“天宫一号”的对接机构共有118个传感器进行测量，5个控制器接发指令，上千个齿轮轴承进行力和运动的传递，通过14个电机和电磁拖动机构进行动作。这种由数以万计的零件和紧固件组成复杂的、机电一体化的周边式对接机构，至今只有我国和美、俄能设计制造。

　　为防意外分别制订

　　200多种故障预案

　　空间飞行器交会对接是航天领域公认的技术难关。我国首次空间交会对接试验同样面临着高风险的挑战，为此我国对交会对接方案进行了充分的地面仿真与试验验证。同时，研究人员还针对“天宫一号”和“神舟八号”分别制订了200多种故障预案，并加强了故障处置演练。

　　风险

　　对接不成功可能会“追尾”

　　我国航天科普专家庞之浩特别指出，“交会对接”是举世公认的航天技术瓶颈，因为届时毫厘之间、分秒之间万一算不准，就可能发生飞船“追尾”相撞事故。像去年俄罗斯飞船在与国际空间站交会对接时，第一次就没有成功，不得不重新对接才完成任务。

　　而54岁的中国载人航天工程总设计师周建平在接受采访时说，交会对接任务是中国载人航天工程实施以来风险最大的一次。“由于我们从没搞过、没有经验，由于系统的复杂性，可能导致我们还有认识不到位的地方，这才是最大的风险。”

　　交会对接三大风险

　　风险一：当两个航天器相距只有数十公里时，测控网无法对它们的相对位置提供更精确支持。

　　危险之处在于：由天链一号卫星、国内外16个陆基测控站以及3艘远望号测量船组成的测控网，具备对飞船和“天宫一号”的准确测定轨和轨道预报能力。但当两个航天器相距只有数十公里时，测控网无法对它们的相对位置提供更精确支持，需要航天器之间互相配合，逐步接近。虽然采用当今世界最先进的微波雷达、激光雷达、图像测量等技术，但地面无法完全模拟太空环境，所以能否成功还要通过此次试验来验证。

　　风险二：若消耗过多推进剂，会导致任务失败。

　　危险之处在于：飞船必须在两个飞行器相接触前，将与目标飞行器的横向偏差控制到18厘米范围。其次，送入太空的每一公斤甚至每一克重量，都是精打细算、十分珍贵的。如何消耗最少的推进剂完成交会对接，也是重大考验。若消耗过多推进剂，就会影响航天器寿命，甚至导致任务失败。

　　风险三：对接必须一气呵成。

　　危险之处在于：经过复杂的测量和控制过程后，航天器上的捕获机构像钩子一样，实现两个飞行器的捕获，此后，缓冲、拉紧、锁紧这一系列动作必须一气呵成。稍有闪失就会酿成重大事故。

　　交会对接 相关数据

　　飞船重量：“天宫”“神八”各约重8吨

　　飞行速度：均约为每小时28440公里

　　相对速度：不能超过0.2米/秒

　　横向偏差：不能超过18厘米

　　对接部位：对接口呈圆形，直径约0.8米