中国首次太空交会对接于2日深夜至3日凌晨进行。“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，张柏楠表示神舟八号飞船接近天宫一号时，在5公里、400米、140米、30米设立了4个停泊点。
神八减速“追”出万公里
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。
在轨道周期不变的情况下，轨道越低的飞行器飞得越快。正是基于这样的物理原理，飞船追赶天宫的过程，是一个边抬高轨道边降速的过程。
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，想在短短不到两天的时间内追上，实非易事。
为此，北京飞控中心早在2007年7月开始研发中国新一代飞控软件，经数年攻关于2009年初启用。这套拥有1100多万行代码的庞大软件系统，能够对高度关联的多目标同时测控，确保飞船和天宫一号协调配合进行每个动作。
同时，原本测控覆盖率仅有17%的航天测控网，也因中继卫星和测控站点的增加，将覆盖率提升到70%。
通过严密计算，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：10000公里的距离只剩咫尺。
4台反推发动机可紧急避让
美俄两国早期的交会对接试验，碰撞事故层出不穷。就在1997年，俄罗斯的进步飞船与和平号空间站还发生相撞，使空间站上的光谱号舱被迫关闭。
神舟八号飞船在地面引导控制下到达天宫一号后下方52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、30米设立4个停泊点。
当飞船来到天宫一号身边，相撞成了最危险的事。飞船加装了4台反推发动机，提供紧急避让的动力。
据新华社电
航天测控专家王瑞军介绍，之所以设四个停泊点，目的是降低风险。“因为我们是第一次实施空间交会对接，所以非常谨慎，像俄罗斯就没有这样复杂的过程。美国在对接时也有停泊过程，但不像我们有这样多的环节。”
王瑞军说，4个停泊点中，5公里处停泊是最重要的一个，这是相对安全的距离。经过4次停泊后，在东风站的上空，飞船与天宫一号开始接触，直到在太平洋中部远望三号测量船的上空锁紧。
本报记者 仲玉维
8台平移发动机控制对接角度
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。
从相距52公里到实现交会对接，作用距离较远的微波雷达率先工作，进入20公里后精度较高的激光雷达开始工作，进入100米时更加精确的CCD光学敏感器开始介入。
这3台技术方案和性能指标均达国际领先水平的交会对接测量设备，完全由我国自主研制，如果对接成功，将验证我国同时掌握3种世界领先的太空测量技术。
由于在地面无法完全模拟太空中的阳光强度，为避免强阳光对测量设备的干扰，首次交会对接计划在地球阴影区进行。
如果进展顺利，组合体飞行12天后，第二次试验则会选择在光照区进行，充分验证测量设备的抗干扰能力。
解锁4重备份保返回舱离开
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。
对接机构上的12把结构锁，每个锁的拉力都是数吨级。为保分离采取了4重备份。飞船锁钩自动解锁失效，则由天宫锁钩解锁，如果仍然不行，则先用火工品炸断飞船锁钩，仍然无效，最后的选择就是把天宫的锁钩炸毁，万一发展到这一步，天宫的对接机构永远失效。
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。
据新华社电
【技术更新】
航天人亲切地将“天地通信系统”简称为“天地通”，它不仅能够实现航天员与地面之间的通话和问候，还要完成控制中心、测控站以及航天器之间的信息传输。
太空听音乐质量高保真
据北京航天飞控中心天地通信系统负责人贾文军介绍，以往天地之间的话音与图像传输，质量都比较低。而这次中继卫星的加入，使得音画质量得到大幅度的提升，航天员甚至可以在太空中享受到来自地面的高保真品质的音乐。
“由于音质较差，以前只能进行通话，不能传送音乐。”贾文军说，中继卫星的应用为天地通信提供了更宽的传输带宽，再加上编码体制的进步，天地间话音质量有了明显提高。
地面图影像首次传上天
贾文军介绍称，“神六发射时，聂海胜是在天上过的生日，他能听到女儿唱给自己的生日歌，却看不到女儿的样子。”而从神舟八号开始，地面可以向太空发射图像。
可以预见，神舟十号、甚至神舟九号上的航天员，将在遥远的外太空看见家人的笑脸。
由于神舟八号与天宫一号属无人状态对接，这次地面将传输一幅实验图像上行，通过监视器观察太空中能否顺利接收来自地面的影像。
贾文军说，传输能力的增强对航天员的太空生活意义重大，“能看到来自地面的图像，与家人实现面对面的沟通，对未来长期在轨生活的航天员来说，无疑是极大的精神动力和心理支持。”
另外，之前天地间只有一条信道，而这次信道增加为两条，位于天宫与飞船上的航天员，可以在同一时间分别实现与地面的沟通对话。
据新华社电
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