走访中国“太空驾校”：实现“太空穿针引线”

　　中新社北京6月19日电 题：走访中国“太空驾校”

　　作者 黄希 张子扬

　　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。而执行中国神舟九号飞船与天宫一号人控交会对接的航天员乘组，也是在这座被业内称之为“太空驾校”中训练出来的。

　　“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"。只有充分掌握人控交会对接技术，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告诉记者。

　　在首次载人交会对接任务中，航天员如何在茫茫太空中确保飞船、目标飞行器实现精准对接，记者近日走进了五院502所，通过现场采访和亲身体验，深刻感受到“人控对接”技术的集成性和创新性。

　　让手工“太空穿针引线”变成现实

　　航天器的空间交会对接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。通过人的参与，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。

　　李志宇说，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。

　　李志宇告诉记者，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。”

　　“而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。”他说。

　　体验“人控对接”：“开飞船不再艰难”

　　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，研制人员把人控模拟座舱的环境模拟成近似真实的返回舱环境。当进入这个格子间，一下就有了置身浩瀚太空的感觉。

　　“中间的位置是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号航天员左侧是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。”李志宇说，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。

　　李志宇表示，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。

　　他还向记者介绍，通过操纵“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；而另一侧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应该不是问题。”(完)