神舟九号与天宫一号手控交会对接在即，记者日前来到位于航天城的中国航天科技集团公司五院502所，走进大院内一座平凡的科研楼，“神九”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。

　　“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告诉记者。记者在“太空驾校”中亲身体验了一次神秘的“手控对接”全过程。

　　■人控模拟座舱的环境

　　与返回舱一样

　　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。

　　“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，在距天宫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，执行我国首次手控空间交会对接任务。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，最终以既定的速度靠近“天宫一号”，实现完美对接。

　　■“对接环捕获”

　　原点变成绿色意味着成功

　　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”。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，这三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，“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，训练的成绩基本上都能达到厘米级。”

　　■对接手柄能够防误操作

　　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。安装在中间航天员座椅两侧的两个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，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，实现神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器的完美对接。

　　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。”

　　■神舟飞船一直装有人控装置

　　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。

　　我国在“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。

　　■文/本报记者 樊宏伟

　　特约记者 黄希

　　新闻释疑

　　为什么要进行手控对接

　　为什么在自动对接成功后还要验证手控？手控交会有何难点？专家为我们做出详细解答。

　　■为什么要进行手控交会对接？

　　载人航天工程总设计师周建平说，从世界载人航天的发展来看，交会对接应该涵盖自动和人工两个方面，二者互为备份，缺一不可。只有自动和人工技术都得到验证，才是实现了完整的交会对接。

　　从世界范围看，世界各国交会对接情况各有千秋。美国航天飞机的交会对接主要是手控，自动是备份。而前苏联飞船的交会对接则以自动为主，手控作为备份。

　　“在处置意外状况的时候，人脑比电脑更可靠。”飞船系统总指挥何宇说。

　　手控交会对接，也是对国产对接机构的进一步验证。

　　■手控究竟难在哪儿？

　　中国航天员科研训练中心副主任白延强说，手控交会对接实际上是把两个高速飞行器对接起来，使其成为一个组合体。“神九飞船和天宫实验室飞行速度每小时超过上万公里，重量在8吨到9吨，对接时候要求接近的相对速度是0.2米／秒，角度偏差1°之内，横向偏差在0.2米到0.3米。”白延强说，这就要求在对接过程中，严格控制高速飞行器的误差。

　　“这就像天宫上有个靶子，对接就是要像枪一样打中瞄准心。”白延强说，对接很容易出现三种偏差，“一是左右上下的俯仰偏差；二是位置偏差；三是发生了旋转，产生了姿态的偏离。”因此，要求航天员对这六个自由度的偏离有很好的把握。

　　何宇做了这样的比喻：“神舟七号航天员还是在‘坐飞船’，从发射到返回都采用自动控制。而神舟九号对航天员来说就已经是在‘开飞船’了。航天员要掌握飞船姿态和轨道的控制权，就如同开车，既要控制方向，又要控制速度。”

　　■如何确保手控对接成功？

　　航天员系统总指挥、中国航天员科研训练中心主任陈善广说，为了顺利完成交会对接任务，航天员系统开展了前期的科学研究，为工程研制适合航天员的交会对接工程系统提出了要求。同时，研制了手控交会对接的模拟设备，还专门研制了单项的训练模拟器。

　　为使手控交会对接万无一失，航天员在地面进行了上千次的训练。“手控交会对接的精度甚至比工程给定值还要精确。”吴斌说，“负责交会对接任务的刘旺，训练已经达到1500次。在仪表没有数据的情况下，他仅靠光学显示就能够操作。”

　　何宇说，“交会对接充满风险，要保证飞行器的安全，更要保证航天员的生命安全。”

　　■文/新华社记者

　　赵薇 田兆运 王玉山