神九手控对接：让航天员从坐飞船转向开飞船

　　中新网6月16日电 神舟九号飞船今日傍晚携三名航天员进入太空，执行首次载人空间交会对接任务，受到各方瞩目。

　　位于北京唐家岭的中国航天科技集团公司五院，近年来由于陆续放飞“神舟”、“嫦娥”而享誉世界，诸多国际政要来访中国都要来这里造访“一探究竟”。

　　随着中国首次载人空间交会对接任务加速推进之际，很多细心的人发现，坐落于大院内一座平凡的科研楼里频频有神秘人物来访。即将执行“神九”任务的航天员乘组的“必修课”之一，就是来这里的人控模拟座舱学习人控对接技术，全面掌握“开飞船”的技能，以便在太空中实现“神舟九号”与“天宫一号”的完美人控对接。

　　“就像掌握汽车驾驶技术一样。我们就相当于是他们的教员，他们就是学员。这里就是他们的"太空驾校"。只有充分掌握人控对接技术，才能为在太空中的安全对接打下扎实的基础。”神舟九号飞船GNC分系统主管设计师李志宇说。

　　在中国首次载人交会对接任务中，航天员将实施中国第一次人控交会对接。这项核心关键技术如何在茫茫太空中确保飞船、目标飞行器实现精准对接？记者近日走进了502所，通过现场采访和亲身体验，深刻感受到了“人控对接”技术的集成性和创新性。

　　释疑“人控对接”

　　让手工“太空穿针引线”变成现实

　　众所周知，航天器的空间交会对接是一项航天关键技术，分为自动控制和人工控制(简称自控和人控)两种。根据美、俄交会对接的经验，人控在交会对接的最终逼近与对接过程中发挥着非常重要的作用。既然有人的参与，就可以充分发挥人发现问题、解决问题的能力，从而提高整个系统的安全可靠性。

　　在中国，在“神九”之前，神舟飞船已经被成功放飞过8次，并且在自动控制的状态下，圆满实现安全返回。其实，从“神一”开始，作为自控的备份方案，飞船上已经装载人控装置，以供航天员在紧急状态安全返回。对于中国航天而言，人控装置从研制之初就一直在飞船上“潜伏”着，是“神九”将它真正从“幕后”拉到了“台前”。

　　此次“神九”上的人控交会对接系统的主要组成包括：电视摄像机、靶标、综合电子显示屏、控制手柄等。电视摄像机安装在飞船上，提供从“神九”上观察“天宫一号”的图像，并传送到安装在“神九”上的综合电子显示屏幕上。靶标安装在“天宫一号”对接机构附近，由一个背景方盘和一个伸出的十字架组成。综合电子显示屏显示电视摄像机观测到的图像，控制手柄主要用于航天员对“神九”的姿态和位置运动的控制。

　　据李志宇介绍，此次由中国航天自主研制的人控系统，除了在性能上考虑集成性外，主要在人机功效、控制性能上下工夫。“为了便于航天员操作，手柄设计上有防误操作，航天员不小心碰到手柄不会影响到操作性能。此外，为了便于航天员辨识，手柄经过了特殊设计，航天员即便是戴着手套也能灵敏地感受到操作档位。”

　　提到航天员的操作，就不能不提到安装在中间航天员座椅两侧的两个控制手柄。航天员将根据眼前屏幕的参数变动情况，通过操作手柄来调节，最终实现神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器的完美对接。

　　记者体验“人控对接”

　　设备集成度高 微调操作很重要

　　一个不足3平方米大的半球形格子间、三把皮质座椅、三台功能迥异的仪表……为了给航天员带来身临其境的感受，502所的研制人员把人控模拟座舱的环境模拟得与真实的返回舱环境无异。

　　进入这个格子间，一下就有了置身浩瀚太空的感觉。

　　“中间的这个位置是01号航天员，他是人控对接的第一责任人；他的右边是02号航天员，在人控对接过程中，他主要负责相关仪表参数的监视；01号航天员左边的位置是03号航天员。在地面培训中，三位航天员都要接受同样的训练，都具备进行人控对接的能力。”李志宇告诉记者。在“神九”任务中，在140米的停泊点处，飞船将由自控状态切换到人控状态，即飞船将从那时起，交由航天员来进行操控。

　　如果一切进展顺利，航天员将操控“神九”向“天宫一号”靠近，执行中国首次空间交会对接任务。01号航天员通过他眼前的屏幕进行判断，并不时通过他座椅上的手柄来调节飞船的姿态、位置和前进速度，最终以既定的速度逐渐靠近“天宫一号”，并最终实现完美对接的目的。

　　在502所研制人员的指导下，记者坐在01号航天员的座椅上，亲身感受了“驾驶飞船”。实际上，在飞船停留在140米的停泊点处、由自控切换到人控状态时，飞船的姿态将处于有利于与“天宫一号”进行对接的状态。记者通过操纵右边的“姿态控制手柄”，能够对飞船的前行状态、速度进行微调，避免出现较大程度的偏差；相比于“姿态控制手柄”，左边的平移控制手柄则能够实现对飞船的三轴转动姿态控制，在飞船姿态出现较大偏差时，航天员需要操纵平移控制手柄来调整飞船姿态。

　　在大屏幕上，记者看到了标注X、Y、Z的三个参数。在飞船前行过程中，这个参数处于变化状态，X代表远近距离；Y代表左右距离，Z代表上下距离，在飞船前进的过程中，X值越来越小，这意味着飞船距离“天宫一号”越来越近。在屏幕上，最终要实现十字靶标与摄像机中轴实现重合，当屏幕上的“对接环接触”、 “对接环捕获”的原点由灰色变成绿色时，意味着对接成功。

　　据研制人员介绍，对接时的横向位置偏差是决定对接成功与否的关键条件，对接都能顺利完成。“航天员累计接受过上千次的训练，由于他们本身都是飞行员出身，具备较高的操作能力和过硬的心理素质，他们训练的成绩基本上都能达到厘米级，顺利完成人控交会对接根本不是问题。”设计人员对航天员圆满完成中国首次人控对接任务也是充满信心。(黄希)

　　作者：黄希