新華社北京１１月３日電（記者王敏）我國首次交會對接任務(wù)圓滿完成，意味著繼美、俄之后，我國成為第三個獨(dú)立掌握交會對接技術(shù)的國家，為我國今后開展更大規(guī)模的空間探索奠定扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。
在此次交會對接任務(wù)中，飛船系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、空間實驗室系統(tǒng)三大核心關(guān)鍵系統(tǒng)立下汗馬功勞。記者從其研制方、中國航天科技集團(tuán)公司獲悉，經(jīng)過１１年的技術(shù)攻關(guān)，這三大系統(tǒng)突破了對接機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)，攻克了航天領(lǐng)域多項技術(shù)難題。
“天宮一號”攻克三大技術(shù)難題 核心使命完成交會對接任務(wù)
早在交會對接任務(wù)正式立項之前，中國航天科技集團(tuán)公司就已經(jīng)啟動了首次交會對接任務(wù)的論證工作。
作為載人航天飛行任務(wù)中的新成員，天宮一號目標(biāo)飛行器成為首次交會對接任務(wù)中的亮點(diǎn)。天宮一號重約８．５噸，此次任務(wù)的主要使命是圓滿完成交會對接任務(wù)，并攜帶有效載荷開展科學(xué)試驗。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)公司相關(guān)專家介紹，由于任務(wù)的特殊性，天宮一號的研制要攻克三大難關(guān)。一是在軌工作時間長對飛行器高可靠性提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。天宮一號將創(chuàng)我國載人飛行器的服役紀(jì)錄。在兩年的服役期內(nèi)，天宮一號要相繼完成三次交會對接任務(wù)，即要分別與神舟八號、神舟九號和神舟十號進(jìn)行對接。
二是諸多新技術(shù)將在此次載人航天飛行任務(wù)中接受檢驗。以電源分系統(tǒng)為例，其特點(diǎn)迥異于前７次飛行。本次任務(wù)將１００伏高壓供電體引入其中，將極大地提高飛行器用電效率。此外，半剛性太陽能帆板將有助于為天宮一號目標(biāo)飛行器減重，為今后大型空間飛行器開展大型空間試驗打下技術(shù)基礎(chǔ)。
三是作為目前國內(nèi)在研型號里重量最大、體積最大的飛行器，天宮一號將給運(yùn)載火箭系統(tǒng)在整流罩設(shè)計等方面帶來新的適應(yīng)性難題，此次飛行任務(wù)將會驗證大型飛行器對運(yùn)載系統(tǒng)的多項適應(yīng)性改進(jìn)新技術(shù)。
“神八”首上對接機(jī)構(gòu) 太空“穿針引線”顯神奇
執(zhí)行此次交會對接任務(wù)的神舟八號飛船雖然沒有承擔(dān)載人任務(wù)，但是要想在太空中實現(xiàn)完美對接也并非易事。這就不得不提到“神八”上的核心部件——對接機(jī)構(gòu)。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)公司相關(guān)專家介紹，“神八”與天宮一號的對接過程，就如同太空中兩列沒有鐵軌的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的列車實現(xiàn)首尾相接。對接后，天宮一號要在兩個飛行器之間建立能供航天員通過的通道。此外，還要實現(xiàn)與神舟八號電、氣、液的共通，收到“對得上、分得開”的效果。這對對接控制和對接機(jī)構(gòu)提出了較高要求。
“‘神八’與天宮一號的對接，就宛如在太空中穿針引線，這將對飛行控制和對接結(jié)構(gòu)提出嚴(yán)格要求。”該負(fù)責(zé)人告訴記者，為了完美上演“穿針引線”大戲，此次天宮一號采用了全新的測量設(shè)備，讓３５０公里軌道上的“神八”與天宮一號的一切行蹤盡在掌握中。
“長二Ｆ”大變身 讓“乘客”更舒適
在首次交會對接任務(wù)中，已經(jīng)圓滿執(zhí)行過７次任務(wù)的長二Ｆ火箭將再次兩度執(zhí)行飛行任務(wù)。針對神舟八號和天宮一號兩次發(fā)射任務(wù)的特點(diǎn)，設(shè)計人員將執(zhí)行首次交會對接任務(wù)的運(yùn)載火箭進(jìn)行了重新設(shè)計，并取名叫“改進(jìn)型長征二號Ｆ運(yùn)載火箭”。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)公司相關(guān)火箭專家介紹，針對兩次飛行任務(wù)的特點(diǎn)，該火箭有兩種狀態(tài)，即執(zhí)行神舟八號任務(wù)的載人狀態(tài)的火箭和執(zhí)行天宮一號的非載人狀態(tài)的火箭。
相比于之前的長二Ｆ火箭，兩種狀態(tài)共同的改進(jìn)之處是：將長征二號Ｆ火箭的“慣性平臺＋捷聯(lián)慣性組合”模式中的慣性平臺取消，換為捷聯(lián)慣性組合，構(gòu)成“雙捷聯(lián)”慣導(dǎo)系統(tǒng)。
載人狀態(tài)和非載人狀態(tài)的火箭主要區(qū)別在于逃逸系統(tǒng)的設(shè)計。執(zhí)行神舟八號的載人狀態(tài)的火箭逃逸系統(tǒng)沒有變化，“盡管‘神八’上沒有航天員，但是我們沒有降低對火箭的要求，按照載人的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計和質(zhì)量要求?！焙教炜萍技瘓F(tuán)有關(guān)火箭專家說。
為“天宮”“神八”牽起紅線——詳解交會對接微波雷達(dá)
新華社北京１１月３日電 在茫茫太空中，天宮一號和神舟八號神奇相約，順利交會對接。如果說牛郎和織女要走到一起，需要有根紅線。而“神八”飛向“天宮”，從相距１５０公里到４００米，這段非常重要的飛行，就缺少不了交會對接微波雷達(dá)這位“大媒人”，為“天宮”“神八”的“勝利之吻”牽起紅線。
據(jù)了解，要實現(xiàn)兩個航天器在太空的“相遇”和“相連”，也就是交會對接，就必須清楚兩個航天器當(dāng)時的飛行狀態(tài)參數(shù)，例如飛行的速度、相對的角度和之間的距離等等。當(dāng)了解了這些數(shù)據(jù)，強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)就可以計算出控制指令，“命令”他們朝“相遇點(diǎn)”前進(jìn)。
在航空航天等領(lǐng)域，測量目標(biāo)的速度、距離等參數(shù)的工具是雷達(dá)，它就像人的眼睛和耳朵。雷達(dá)不受白天黑夜的限制、也不受烏云雨雪的阻擋。這一點(diǎn)在人們常用的“倒車?yán)走_(dá)”中有所體現(xiàn)。當(dāng)然，具備測速功能的雷達(dá)比普通的雷達(dá)還要復(fù)雜很多。
激光雷達(dá)可以進(jìn)行立體成像，但因為在大氣中衰減嚴(yán)重，所以探測距離短，用于太空中飛行的航天器就有缺點(diǎn)。
微波雷達(dá)的功能相對強(qiáng)大，它受電磁干擾小、探測距離遠(yuǎn)、精度較高，但對近距離的測距精度、測速精度就會差一些。
如果能研制一款近、中、遠(yuǎn)距離都具備高精度測量參數(shù)的微波雷達(dá)就很完美了。可是在巨大的技術(shù)瓶頸面前，這樣的產(chǎn)品在國內(nèi)一直沒有研制出來。
經(jīng)過多年的研究和大量的試驗驗證，中國航天科工二院２５所研制的微波雷達(dá)誕生了。它的實際測量范圍上至百余公里、下至幾十米，在如此之大的跨度中，它的測距精確程度可以達(dá)到一把學(xué)生所用文具尺的長度，測角精度可以到達(dá)更高，相當(dāng)于人眼測試視力時相鄰兩行之間的角度。而速度測量的誤差更是微乎其微。
此外，該雷達(dá)具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，它使用方便、操作簡單。整個裝置類似Ｉｐａｄ２大小，重量還不到１２公斤。看到如此袖珍的“高科技之眼”，讓人很難想象它是在萬里太空掌控航天器的關(guān)鍵裝置。
除了微波雷達(dá)外，高精度加速度計，更是被譽(yù)為交會對接的“忠實向?qū)А??！爸灰兴?，交會對接任?wù)就十拿九穩(wěn)。”它就像一位素質(zhì)過硬的向?qū)?，隨時隨地向控制中心精確‘匯報’飛船飛得有多快、姿態(tài)咋樣、現(xiàn)在到哪兒了。
高精度加速度計，體積僅比常用的方形飯盒略大一些，卻是“神八”上精度最高的加速度測量裝置，由中國航天科工三院３３所研制。在交會對接過程中，它在空間微重力狀態(tài)下精確地給出飛船的速度、位置等重要信息，以確保飛船準(zhǔn)確無誤地完成這次“勝利之吻”。
據(jù)悉，它里面的核心部件石英撓性加速度計，精度在國內(nèi)位居第一，曾經(jīng)七次幫助神舟飛船返回艙成功返航。
據(jù)介紹，它除了在交會對接階段提供信息之外，還在飛船在軌飛行的過程中隨時記錄發(fā)動機(jī)推力的變化，為監(jiān)測發(fā)動機(jī)的工作情況提供數(shù)據(jù)支持。
