十六载打造世界高水平“对接机构”

　　6月29日，经过13天的太空飞行后，神舟九号返回舱载着3名航天员平安返回。作为交会对接任务中的关键技术之一，由中国航天科技集团公司八院承担的对接机构在经历9个月的太空环境考核后，在此次载人交会对接中表现异常出色，各个环节、各项动作无一失误，圆满完成任务。

　　中国航天科技集团公司空间实验室系统副总设计师张崇峰介绍，载人交会对接，对对接机构有非常高的要求，对接后，“神九”和“天宫”两个联合体的密封指数必须小于6帕升/秒，才能保证舱门安全打开和通道打开后航天员在舱内的安全。去年圆满完成无人交会对接后，天宫一号已经在太空中运行了八个月零十八天，对接机构完全裸露在空间的对接面会不会遭到太空垃圾的撞击？高低温变化对天宫一号会不会有不利影响？这都会对首次载人交会对接产生影响。而在此次神舟九号与天宫一号的对接过程中，根据地面的监测数据，船器之间的密封指数为0.981帕升/秒，大大优于设计指标，保证了首次载人交会对接的圆满完成。

　　对接机构的研发和突破，历时16年。16年前，张崇峰还在哈尔滨工业大学当老师。之后他接受邀请，加盟航天科技集团八院对接机构团队。但要做什么样的对接机构，他心里并没底。

　　在参观俄罗斯“能源”火箭公司对接机构研制车间时，俄方负责人说，世界上所有的对接机构都是他们生产出来的。他极力怂恿中国也购买其产品，但开出的价格，是一个天文数字。

　　“要建立自己的空间站，空间交会对接技术是必须突破和掌握的，除自力更生、自主创新，别无他路。”张崇峰说。

　　如何模拟太空微重力环境下的对接过程，成为摆在中国航天人面前的第一道难关。

　　俄罗斯采用“吊挂”方案，把两个飞行器吊起来，利用钟摆的原理模拟初始对接过程，但不够稳定。刚开始时，张崇峰和同事尝试用滑车方案，但摩擦力太大，也无法模拟飞行器在太空中的环境特性。

　　最后，他们建设性地提出气浮平台方案。这需要两个平整度高和稳定性好的平台，整个平台在任何情况下平面高低起伏不能超过千分之三毫米，也就是一根头发丝直径的1/20。

　　通过查询各种资料，科研人员发现，只有泰山花岗岩才能满足要求。于是，他们亲赴泰山石矿区，现场考察了一个多月，终于开采到两块70多吨重的大石头。接着，又用5个多月的时间，加工成两个20吨重的精密平台。在这个平台上，两个8吨重的飞船模型只须用手指轻轻一点就可移动，而且还可以根据实验需要设置各种初始对接条件。俄罗斯专家参观时，赞叹说这是当今世界上水平最高的对接机构试验台。

　　在空间恶劣的环境下，每一个细节都不容忽视。张崇峰介绍，为保证空间环境下对接机构密封圈不会自动脱落，橡胶也不会因为恶劣的空间环境而失效，光密封圈的攻关就经历了6年的时间。

　　16年来，张崇峰带领研制团队提出系统参数设计优化模型，解决了系统方案、动力学建模等关键问题，并研制出国际首创的十自由度气浮式对接缓冲试验台等一批国际一流的大型地面试验设备。他们不仅研制出了对接机构，拥有发明专利30余项，器件国产化率达到了99%，而且还建立了一整套系统的设计方法，取得了一系列关键技术的突破。

　　如今，张崇峰及其团队正着力于空间站系统机械臂抱爪式对接机构、锥杆式对接机构和舱门机构等原理样机的研制，为后续开展空间技术应用、组建、运营大型航天器，最终建立长期有人照料的空间站而不懈努力。

　　（本报记者 袁于飞 通讯员 范 领）