您好!欢迎光临优发国际!
优发国际
您现在的位置是:主页 > 隔振资讯 >

8位总设计师解读神舟八号和天宫一号交会对接亮

作者:优发国际 来源:本站原创 日期:2021-03-08 16:03 点击: 

  新华社10月31日电(新华社“新华视点”记者)“飞船的每次发射,看似一样,实际上绝非简单重复。”酒泉卫星发射中心主任崔吉俊接受新华社记者采访时说。

  神舟八号飞船发射前夕,载人航天工程各大系统的总设计师向新华社记者详细解读了各大系统在此次任务中最值得“说道”的创新亮点。

  记者李宣良酒泉卫星发射中心报道:2010年发射15枚火箭、20颗卫星,2011年发射20枚火箭、25颗卫星……中国的航天已进入高密度发射时期。

  “在高密度发射期,发射场成了稀缺资源。”载人航天工程发射场系统总指挥、酒泉卫星发射中心主任崔吉俊说,“我们通过流程再造和信息化改造,大大提升了发射场的发射能力。”

  在这次神舟八号发射任务中,发射场系统新建了加注扣罩厂房,优化了船箭联合体的测试流程,使得整流罩扣罩程序由两次扣罩简化为一次扣罩,不仅缩短了发射准备时间,还提升了安全性。此外,发射场系统还进行了信息化升级,对地面设施设备加强了在线监测工作。检测参数比以前多了20%,从而对设施设备状态的判断也更加有效。

  流程再造,效益明显。以前发射长征二号F要准备60天,现在只要40天左右。

  记者李惠子酒泉卫星发射中心报道:“这次发射,不仅发射窗口是‘零窗口’,入轨精度上还要做到‘零误差’。”载人航天工程运载火箭系统总设计师荆木春说,为此执行发射任务的长征二号F遥八火箭在长征二号F火箭的基础上进行了190多项改进,“可以说是一枚新研制的火箭”。

  荆木春介绍,针对这次任务的特点,运载火箭的操作程序、制导方式、技术状态等方面,都进行了周密的准备。

  在操作程序方面,将整流罩的扣罩方式由以前的两次扣罩简化为一次扣罩,既提高了速度又增加了安全性。在制导方式方面,采用了迭代制导的方式,可以使精度提高两到三倍。

  “迭代制导是一种比以前的固定摄动制导更为先进的制导方式,在火箭沿着轨道飞向预定目标的时候,通过实时的迭代计算的方式来不断修正轨道,不断逼近目标。”荆木春说,“可以预料,长征二号F遥八火箭将是我们迄今为止打得最准的火箭。”

  记者徐壮志北京飞控中心报道:虽然从外表看,神舟八号飞船和以前的飞船除了顶端的对接机构外,差别不是很大。但实际上,经过改进的神舟八号有了脱胎换骨般的变化。

  载人航天工程飞船系统总设计师张柏楠介绍,全船600多台套设备中,一半以上发生了技术状态变化。其中,新研设备约占15%,改进设备约占40%。

  这些改进主要集中在两个方面:一是具备了自动和手动交会对接功能,新增和改进了许多关键性的设备,包括异体同构周边式对接机构、多种交会对接测量设备,增加配置了反推发动机和平移发动机,改进研制了航天员手动控制设备;二是提高了飞船的性能及安全性、可靠性,对部分系统进行了改进。飞船在前期可独立飞行5-7天的基础上,具有了与目标飞行器对接后停靠180天的能力;太阳帆板发电能力比一期飞船增加了50%;改进了降落伞和着陆缓冲系统,提高了安全性和可靠性。

  “随着技术状态的逐步稳定,后续任务中神舟飞船将开始组批生产。”张柏楠说。

  记者孙彦新北京飞控中心报道:天宫一号目标飞行器,就是一个小型的长期在轨运行的轨道站或是空间实验室。

  虽然中国载人航天工程总设计师周建平用“麻雀虽小,五脏俱全”来形容天宫一号,但实际上,天宫一号实验舱的空间比神舟飞船要大许多,达到了15立方米。作为中国目前研制的最大的载人航天器,天宫一号为航天员提供了更为宽敞的工作生活空间。

  天宫一号除了完成交会对接以外,它还可以提供人的访问、工作、生活的支持能力。“如果说神舟飞船里面的空间是温饱水平的话,那么天宫一号里面的空间就达到了小康水平。”空间实验室系统副总设计师白明生说。

  “载人航天的理念就是以人为本,天宫一号的每一处设计,都考虑到航天员的需求。”白明生介绍,天宫一号采取了多项人性化设计,为航天员提供舒适的载人环境。实验舱内的照明、睡眠区、空气成分都有良好的控制。舱内设立了两个相对独立的睡眠区,拉上帘后,两个区域相对封闭,为航天员提供了隐私环境。航天员可以在里面睡觉,也可以看书听音乐。

  记者白瑞雪酒泉卫星发射中心报道:虽然神舟八号飞船不载人,但如果进展顺利,最快在2012年上半年发射的神舟九号飞船上就将出现中国航天员的身影。

  航天员系统总指挥兼总设计师、航天员科研训练中心主任陈善广说,中国航天员正在接受交会对接任务训练,第一批航天员仍将是这一阶段交会对接任务的主力,两名女航天员也通过了飞行乘组的初步选拔。

  “男女有很多共性,也存在大量差异。要验证人类是否真正能够在太空生存,必须对男女航天员都进行考察。”陈善广表示,中国之所以选拔和培训女航天员,是因为没有女性参与的太空活动是不完整的。

  陈善广说,手动交会对接技术是航天员训练的重点。在人工交会对接中,航天员要根据电视图像、位置距离速度等信息来判定两个航天器的姿态并在规定时间内完成对接任务,对航天员眼手协调性、操作精细性和心理素质要求特别高。因此,要对航天员进行反复的严格的训练,一般要经过数百次到上千次的训练才能满足要求。

  记者王经国酒泉卫星发射中心报道:造船为建站,建站为应用。在载人航天的发展规划中,空间应用是最为重要的目标之一,而神舟八号迈开了中国载人航天工程空间应用国际合作的第一步。

  空间应用系统总设计师赵光恒介绍,中德合作开展的17项空间生命科学实验中,中方承担10项、德方承担6项、双方合作1项,内容涵盖了基础生物学、空间生物技术、先进生命支持系统中的基础生物学以及空间辐射生物学等4个领域。“这些都是国际前沿的生命科学实验项目,对于推进微重力科学、空间生命科学领域的研究和技术发展具有重要意义。”

  虽然我国要在2020年前后才建成长期在轨的空间站,但空间应用系统从2006年开始,就已经全面策划、研究利用载人空间站进行大规模的空间应用问题。

  “这将是一个开放的合作平台,全世界的科学家都有机会利用中国空间资源,开展对全人类具有重要意义的科学研究。”赵光恒说,“从中获益的,将是全世界。”

  记者田兆运酒泉卫星发射中心报道:交会对接,难在测控。神舟八号和天宫一号实施的是自动对接,其全部动作主要依靠测控通信系统来实施与完成。

  由于有中继卫星的“保驾护航”,载人航天工程测控通信系统总设计师钱卫平显得信心十足:“中继卫星系统的加入,使得我国载人航天测控通信网的覆盖率由17%提升到69%,将为交会对接任务提供有力支持。”

  这是我国首次在航天测控网中全面使用中继卫星。航天器太空运行数据“中转站”是中继卫星,可为中、低轨资源卫星提供数据中继服务,从而极大提高各类卫星使用效益和应急能力。“中继卫星的使用,标志着我国正式建成了陆海空天一体化的航天测控网。”钱卫平说。

  钱卫平说,针对飞控实施时间紧的要求,测控通信系统还对飞控流程进行了优化和细化,为飞控中心专门研制了注入数据快速验证会签系统,这使飞控实施效率获得了大幅提升。

  记者黎云酒泉卫星发射中心报道:着陆场系统是载人航天工程的最后一环。只有飞船平安返回了,任务才能算是圆满结束。

  载人航天工程着陆场系统总设计师吴斌说,为适应空间交会对接的轨道情况,主着陆场区的范围增加了76%,而运行段应急着陆区也增加了数目。此外,这次任务对搜索回收时间要求也更为严格,返回舱正常返回着陆情况下,搜索回收要在两个半小时之内完成;弹道式返回到主着陆场扩大区时,必须在12个小时之内完成搜索回收任务。

  “着陆场区范围的扩大,对我们的快速反应能力提出了更高要求。”吴斌说,着陆场新增了1架通信直升机,新研制了直升机载中继卫星通信终端,开通了与北京飞行控制中心的宽带通信电路,攻克了一系列关键技术,保证返回舱搜索与救援全过程着陆场指挥所与北京中心之间调度、电话和图像等通信方式连续不间断。

  “我们最终的目标就是能够既安全又快捷地搜索到返回舱,圆满完成飞船返回舱的搜索、有效载荷的转运工作。”吴斌说。

  空间的两个航天器在同一时刻以同样的速度到达同一个地点的轨道控制过程及结果称作“轨道交会”。在空间将两个航天器对接起来形成一个航天器的事件称作“空间对接”。所谓“空间交会对接”是轨道交会和空间对接的总称。

  空间交会对接技术是建立空间站最基本最关键的技术,它与载人天地往返、出舱活动并称载人航天的三大基本技术。

  载人航天某型号副总设计师徐小平:这就如同一艘船要驶向远处的一个孤岛,是一个寻觅靠近的过程。但这次是一个飞行器在轨高速运行,另一个飞行器对轨发射,高速运转带来很大的难题。

  空间交会对接涉及两个飞行器,一个是目标飞行器,一个是追踪飞行器。

  空间交会与对接过程一般是由地面发射追踪飞行器,由地面控制,使它按比目标飞行器稍微低一点的圆轨道运行;接着,通过变轨,使其进入与目标航天器高度基本一致的轨道,并与目标航天器建立通信关系;追踪飞行器调整自己与目标飞行器的相对距离和姿态,向目标飞行器靠近;最后当两个飞行器的距离为零时,完成对接合拢操作,结束对接过程。

  北京飞控中心副总工程师李剑:变轨是为后续交会对接奠定基础。近地飞行器发射后,受高层大气阻力的影响,其轨道高度会逐渐降低。通过轨道抬升使其达到最适合对接的角度,尽量减少发动机开机,节省燃料。

  两个重量极大的飞行器,在茫茫太空中以比子弹还快数倍的速度飞行,要完成无缝对接,难度好比百米之外“穿针引线”。交会过程中,如果轨道测量或计算稍有偏差,就可能失之毫厘,差之千里。

  交会,是让两个航天器在预定的时间同时到达一个指定的地点聚集。对接的技术相对来说更为复杂,要准确地调整高度、位置、相对速度以及两个航天器的姿态,靠近时相对速度极慢,速度快了就会产生碰撞。还要使两个航天器轴线基本上在一条直线上,如果轴线相差很大,也没法完成对接。

  两个航天器的轴线要求基本在一条直线上,要知道两个航天器都距离地面300多公里,以极高的速度运行,基本上是第一宇宙速度(7.9公里/秒),要实现这个控制精度非常难,这对导航定位系统和对接机械都是严峻的考验。

  载人航天工程总设计师周建平:交会对接技术是举世公认的航天技术难题,在国外航天器空间交会对接过程中,曾多次出现故障或失败。这次交会对接任务中,我国科研人员在飞行产品研制过程中,始终坚持“质量第一、安全至上”的原则。

  目前为止,只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术。如果我国突破了交会对接技术,则将成为世界上第三个完全掌握交会对接技术的国家。

  俄罗斯是世界上进行航天器空间交会对接最多的国家,1971年4月6日成功发射第一个空间站——礼炮-1号,到在轨运行达15年的和平号空间站,历时23年,共发射三代空间站。期间共进行近百次的交会对接,成功率超过90%,约有8次失败,且主要发生在初期。

  美国在载人航天计划中不断研究、发展、改进和完善了交会对接技术。在阿波罗登月计划中,为了发展和验证交会对接等关键技术,美国研制并发射了双子星座号系列飞船。1995—1998年,美国的航天飞机还成功地完成与和平号空间站的9次交会对接。

  载人飞船系统总设计师张柏楠:早期美国和苏联冷战太空竞赛,急于尽快验证技术,最大特点是要求快。尤其美国在载人航天发展过程中一直在反复摇摆,政策不稳定,因而空间站建设也不是特别成熟。

  而中国的最大特色也是老一辈人留下的经验:目标明确、路径坚定。正是本着这样的原则,我们才能实现只经过9次发射就到了空间实验室的阶段的快速发展。

  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。二是为大型空间设施的建造和运行服务。三是进行空间飞行器重构以实现系统优化。

  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。

  周建平:我国进行首次交会对接,一方面要确保通过这几次飞行试验,彻底掌握交会对接技术,另一方面要通过实现交会对接的过程,为今后空间站的研制打下坚实基础。

优发国际

Top