20日,“天宫一号”和长征二F运载火箭组合体已运至发射区。 新华社发
9月27日至9月30日“天宫一号”目标飞行器将在酒泉卫星发射基地择机升空。两年之内“神八”、“神九”、“神十”系列飞船将相继升空,与“天宫一号”实施交会对接,形成一个小型空间实验室。
2020年前“天宫二号”、“天宫三号”将陆续升空,在轨组装成有中国特色的载人空间站,开展较大规模的空间应用。
中国载人航天工程新闻发言人20日宣布,我国将实施载人航天工程首次空间交会对接任务,执行任务的“天宫一号”目标飞行器、长征二F运载火箭组合体已从酒泉卫星发射中心垂直总装测试厂房顺利转运至发射区。“天宫一号”将于9月27日至30日择机发射。【箭在弦上】
“天宫一号”和火箭已运至发射塔架
这位发言人说,“天宫一号”飞行的主要任务是,为实施航天器空间交会对接飞行试验、突破和掌握交会对接技术提供交会对接目标,初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台,为空间站研制积累经验,进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。
据介绍,“天宫一号”目标飞行器、长征二F运载火箭等飞行产品自6月底陆续进场后,按照飞行任务测试发射流程,相继开展了总装测试等技术区的准备工作,长征二F运载火箭还针对发射“实践十一号04星”的火箭故障原因,采取了相应改进措施。“天宫一号”在完成推进剂加注后,与运载火箭吊装对接构成一个完整的组合体,20日9时,承载着组合体的活动发射平台驶出载人航天发射场垂直总装测试厂房,安全转运至发射塔架。今后几天,发射场将陆续进行目标飞行器、火箭功能测试和器箭地联合测试等工作,进行最终状态检查和确认后,火箭加注推进剂,择机实施发射。
另据中国航天科技集团公司网站报道,8月26日,“神舟八号”飞船就已顺利运抵酒泉卫星发射中心。9月16日,“神舟八号”测试任务全面展开,确保不久后以最佳状态与“天宫一号”实施我国首次空间交会对接。
【“天宫”解密】
体重8吨,分实验舱和资源舱
据介绍,“天宫一号”重约8吨,实际上是一个空间实验室的雏形。“天宫一号”发射后两年内,中国将相继发射“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船,分别与“天宫一号”完成空间交会对接。
“天宫一号”主体为短粗的圆柱形,直径比“神舟”系列飞船更大,前后各有一个对接口。采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱,实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成,实验舱前端安装一个对接机构以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。
因为“天宫一号”的设计寿命是两年,要想维持生存,它的粮食——— 能源供给至关重要。
负责其电源供应的上海研发团队曾透露,“天宫一号”在太空中每24个小时将经历16个“昼夜”。大约每昼30分钟,每夜60分钟。30分钟面对太阳的时间,就是“天宫一号”太阳能帆板发电的时间。
【对接难度】
几百公里外“引线穿针”
据介绍,在交会对接过程中,追踪飞行器的飞行可以分为四个阶段。远程导引段:在地面测控的支持下,追踪飞行器经过若干次变轨机动,进入敏感器能捕获目标飞行器的范围(一般为15~100千米)。近程导引段:追踪飞行器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标飞行器的相对运动参数,自动引导到目标飞行器附近的初始瞄准点(距目标飞行器0.5~1千米)。最终逼近段:追踪飞行器首先捕获目标飞行器的对接轴,当对接轴线不沿轨道飞行方向时,要求追踪飞行器在轨道平面外进行绕飞机动,此时两个飞行器之间的距离约100米,相对速度约1~3米/秒。对接停靠段:追踪飞行器精确测量两者的距离、相对速度和姿态,同时启动小发动机进行机动,向目标最后逼近。在对接前关闭发动机,以0.15~0.18米/秒的停靠速度与目标相撞,最后利用栓-锥或异体同构周边对接装置的抓手、缓冲器、传力机构和锁紧机构使两个飞行器在结构上实现硬连接,完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。
交会对接是举世公认的航天技术瓶颈,国外载人航天活动早期,航天器在空间交会对接过程中就曾失败。
北京大学地球与空间科学学院教授焦维新说,空间实验室和航天飞机在太空中的时速均可达28000公里以上(折算约每秒8公里)。在对接过程中,如果计算不准,就可能发生相撞事故。“这就相当于要用一根线去穿几百公里之外的一个针眼。”中国载人航天工程航天员系统总设计师、总指挥宿双宁介绍,“最后交会对接这一刻,不仅是机械对接,还要把液、电、气通上,然后开舱门,宇航员才能进去……”
【安全防护】
“天宫一号”身披“盔甲”
“在载人飞船研制的初期,我们就注意到了太空垃圾的问题,也做了一些基础研究工作。”神舟系列飞船原总设计师戚发轫曾回忆说,“神舟五号”发射时,美国国家航空航天局(NASA)就在贺信中提醒中国:空间碎片会影响载人飞船的安全性。尽管这种可能性概率非常小(几十万分之一),但却并非不可能。
“解决这个问题关键在于3个环节。”戚发轫介绍说,首先,能够预报,“碎片在天上怎么走的,这些要观察。我们已开始建立自己的一些大的测控系统,但是想把天上的碎片都搞清楚,仍然很困难。”在预报之后,就要规避,如选择推迟发射,“尽管我们掌握了天上的一些数据,但如果碎片实在太多,怎么办?就要防护。”
他说,“‘天宫一号’就有相应措施,如同穿上了盔甲一样,从外面撞也撞不坏。”
(综合新华社、《法制晚报》、《北京周报》)
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