1日5时58分,神舟八号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空。据介绍,神舟八号与天宫一号预计交会对接的时间是3日凌晨,届时两个飞行器正飞行在我国甘肃、陕西上空。 交会对接为何选择在我国甘肃、陕西上空实现?据北京飞控中心总体室工程师陈翔介绍,甘肃、陕西两地测站分布比较密集,属于搭界弧段,可实现测控全可见。同时,甘陕两地又处于天链01星和天链02星两颗中继卫星的覆盖地段,能够保证神舟八号和天宫一号从相距140米的停泊点,到最终的靠拢锁紧阶段,整个过程都在我国观测范围内。 由于轨道运行原因,第一次交会对接的整个过程正好处于夜间,即太阳光无法照射的阴影区,肉眼很难看到,只能通过专业手段进行观测。据介绍,预计第二次交会对接处于白天,其实现位置基本上也处于我国甘肃、陕西上空。 2日17时05分,在北京飞控中心精心控制下,神舟八号飞船成功实施第5次远距离导引变轨,飞抵天宫一号后下方约52公里处,为实施交会对接做好准备。 ■专家详解交会对接为何对神八实施5次变轨 神舟八号飞船发射升空后,在与天宫一号目标飞行器交会对接前,先后经历了5次变轨,调整到处于天宫一号后下方约52公里处。 这一测控方案究竟是如何设计、又是怎样实施的呢?我国载人航天工程测控通信系统上升段主任设计师卢立常对此给出了具体答案。 卢立常解释说,神舟八号飞船发射的窗口时间是根据天宫一号目标飞行器的运行轨道参数来决定的。在神舟八号发射之前,地面飞控中心先要对天宫一号实施调相控制,使它进入距地面343公里的圆轨道等待神八飞船。飞船发射前一天,通过地面飞控中心的控制,使天宫一号目标飞行器的姿态调整为尾部发动机朝前,对接机构朝后,迎接从后面追上来的神八飞船。 “有一点需要指出的是,调整到合理的位置后,在实施交会对接时,一定要保证使其处于一个相对可测控时间较长的弧段来进行。”卢立常说,“正是综合考虑到这些因素和要求,我们设计了对神八飞船5次变轨的方案。第一次变轨是第5圈的远地点变轨以抬升近地点高度,之后是第13圈调整轨道倾角,第16圈近地点变轨抬高远地点,第19圈变轨是为进一步圆化轨道,第24圈变轨是将前几次的误差进行一次综合修正。通过这5次轨道控制,最终使飞船满足与天宫一号进行对接的各项要求。至此,就完成了地面导引阶段,最后在智利圣地亚哥站上空切换到神八的自主导引阶段。” ■对接路上面临着哪些关节点上的考验 关节点一:远距离导引——千万里的追寻 “抛整流罩”“船箭分离”“太阳帆板展开”……随着飞控大厅内指挥调度员的一个个口令,神舟八号向着在太空中以倒飞姿态飞行的天宫一号目标飞行器不断靠近。 飞船入轨时,两个飞行器相距近1万公里。迢迢星河,如何飞渡?国内7个测控站、3个飞控中心、3艘远洋测量船、国外5个测控站、3个国际联网合作站,再加上太空中的两颗中继卫星,组成了陆海天基“三位一体”的载人航天测控网,为神八和天宫一号的约会之旅全程保驾护航。 第5圈,在远望六号和天链一号02星覆盖区,神八近地点抬高到260公里;第13圈,神八接受数据指令,与天宫一号进入同一轨道面;第16圈,在远望五号和天链一号01星覆盖区,神八远地点抬高到330公里;第19圈,在天链一号02星覆盖区,神八近地点抬高到330公里,进入圆形轨道;第24圈,在天链一号01星覆盖区,神八轨道进行组合修正…… 距离在一点一点缩短,在天宫一号后下方约52公里处,神八稳稳地捕获了自己的目标,开始自主导航。 关节点二:自主导引——一步步靠近 神八飞船到达天宫后下方约52公里位置之后,转入自主导引控制。在正常情况下这意味着,能不能找到天宫一号并顺利对接,就得靠神舟八号自己的“慧眼”了。 这一关节点分成三个阶段:寻的段、接近段、平移靠拢段。通过自主导引从52公里处到达天宫后下方5公里处,神舟八号就完成了寻的任务。然而,看上去短短的5公里并不容易,它将在5公里、400米、140米和30米处进行4次“刹车”,等到测控通信系统对两个飞行器状态进行监视检查、确认不会“撞车”之后,才能继续向天宫一号慢慢靠近。 关节点三:牵手对接——祖国上空的相拥 从对接机构接触开始,神八飞船与天宫一号要在15分钟内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程,最终实现两个航天器之间的刚性连接,形成组合体。至此,第一次交会对接任务结束,而这15分钟内的大部分事件,是在中国上空完成的。 关节点四:组合飞行——通道建立 第一次对接完成后,天宫一号与神舟八号以组合体飞行模式飞行。在此期间,对组合体的控制通过天宫一号完成,神舟八号处于停靠状态。组合体在轨飞行12天左右,将择机进行第二次交会对接试验。 关节点五:再度牵手——确认交会对接技术 组合体飞行12天后,对接机构解锁,两个飞行器分离,神舟八号飞船撤离至相距天宫一号目标飞行器140米处停泊,按程序进行第二次交会对接,再次构成组合体。 这一阶段的目的是再次验证交会对接技术及对接机构等部件工作的可靠性与稳定性。 关节点六:飞船返回——神八完成使命 与天宫一号二次分离后,神舟飞船将由倒飞转入正飞状态,进入后续的正常飞行与返回阶段。期间会根据轨道运行参数情况做一次轨道维持,保证飞船返回的升交点能够正常,以便于安全降落。飞船返回再入大气层后,将降落在内蒙古主着陆场区。 至此,中国首次空间交会对接任务全部完成。据新华社 |