“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”攜手遨游太空已近兩周，14日它們將迎來(lái)第一次太空分離、第二次太空交會(huì)對(duì)接任務(wù)。記者來(lái)到兩個(gè)航天器對(duì)接機(jī)構(gòu)的研制單位——上海航天技術(shù)研究院，詳細(xì)了解它們將如何在太空“相別離”。
解鎖動(dòng)作需要3-4分鐘
據(jù)上海航天技術(shù)研究院研究員、交會(huì)對(duì)接大型地面試驗(yàn)系統(tǒng)原負(fù)責(zé)人陶建中介紹，“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”成功交會(huì)對(duì)接以后，兩個(gè)航天器組合體的連接主要依靠對(duì)接面上12把對(duì)接鎖，每把對(duì)接鎖拉力3噸，共36噸，這12把對(duì)接鎖由兩組對(duì)接鎖系電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
“當(dāng)‘神舟八號(hào)’與‘天宮一號(hào)’組合體的對(duì)接機(jī)構(gòu)控制器接到分離指令后，對(duì)接鎖系就將執(zhí)行分離指令，實(shí)施解鎖動(dòng)作，時(shí)間需要3-4分鐘；對(duì)接鎖解開(kāi)后，將通過(guò)對(duì)接面上4個(gè)被壓縮的彈簧推桿的彈簧力，將兩個(gè)8噸多重的航天器輕輕推開(kāi)�！碧战ㄖ姓f(shuō)，“這個(gè)彈簧力并不大，只有幾百牛頓，相當(dāng)于幾十公斤。兩個(gè)航天器被推開(kāi)后，將保持一定姿態(tài)，緩緩分離，直至準(zhǔn)備執(zhí)行第二次交會(huì)對(duì)接任務(wù)。”
在浩瀚無(wú)垠太空，讓兩個(gè)交會(huì)對(duì)接的航天器組合體成功分離，是保證宇航員安全返回地球的前提。上海航天技術(shù)研究院在對(duì)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取了多種“冗余”措施以確保航天器組合體分離，如果自動(dòng)分離不成功，還可以采取手動(dòng)分離或火工品分離。
建立倒飛姿態(tài)做好對(duì)接準(zhǔn)備
13日22時(shí)37分，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，天宮一號(hào)/神舟八號(hào)組合體在距地面高度約343公里的近圓軌道上偏航180度，建立倒飛姿態(tài)，為實(shí)施二次交會(huì)對(duì)接做好了準(zhǔn)備。
據(jù)北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹，根據(jù)下傳遙測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷，組合體飛行正常、姿態(tài)穩(wěn)定、能量平衡，具備執(zhí)行第二次交會(huì)對(duì)接的條件。
由于目前天宮神八組合體運(yùn)行以天宮一號(hào)控制為主，神舟八號(hào)處于�？繝顟B(tài)，組合體的姿態(tài)調(diào)整由天宮一號(hào)來(lái)控制進(jìn)行。因此，這次太空轉(zhuǎn)身，天宮神八組合體沒(méi)有啟動(dòng)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)，而是依靠陀螺動(dòng)量輪的控制完成，目的是盡可能減少對(duì)軌道的擾動(dòng)。麻永平說(shuō)，從神舟八號(hào)與天宮一號(hào)分離，到二次對(duì)接鎖緊完成，全程約半小時(shí)。
北京時(shí)間13日20時(shí)55分，神舟八號(hào)主著陸場(chǎng)區(qū)圓滿(mǎn)完成系統(tǒng)最后一次綜合演練。結(jié)果表明，主著陸場(chǎng)區(qū)參試設(shè)備狀態(tài)良好，物資器材保障到位，各項(xiàng)工作準(zhǔn)備就緒，具備了執(zhí)行任務(wù)的能力。
已進(jìn)行647次地面分離試驗(yàn)
交會(huì)對(duì)接是航天領(lǐng)域中一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模龐大、變量參數(shù)多的控制技術(shù)，為了得到一個(gè)高度可靠并且有容錯(cuò)和診斷功能的系統(tǒng)，在地面進(jìn)行仿真模擬試驗(yàn)是一個(gè)有效途徑。目前，我國(guó)太空對(duì)接的地面模擬技術(shù)已躋身世界一流。由上海航天技術(shù)研究院牽頭，匯集國(guó)內(nèi)多家單位研制開(kāi)發(fā)的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)緩沖試驗(yàn)臺(tái)、綜合試驗(yàn)臺(tái)、整機(jī)特性測(cè)試臺(tái)、熱真空試驗(yàn)臺(tái)四個(gè)大型試驗(yàn)設(shè)備，能完整地將航天器在太空對(duì)接分離的每一步模擬出來(lái)。
“‘神舟八號(hào)’和‘天宮一號(hào)’對(duì)接機(jī)構(gòu)在‘上天’之前，已經(jīng)在地面上進(jìn)行1101次對(duì)接試驗(yàn)、647次分離試驗(yàn)�！碧战ㄖ姓f(shuō)。
上海航天技術(shù)研究院研究對(duì)接機(jī)構(gòu)長(zhǎng)達(dá)16年，早期的預(yù)研小組只有6人，隨著事業(yè)的召喚，一批又一批年輕人陸續(xù)加入到對(duì)接機(jī)構(gòu)的研制隊(duì)伍中來(lái)。如今，上海航天技術(shù)研究院509所、149廠對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)、工藝等100多人的研制團(tuán)隊(duì)，平均年齡僅30多歲。
自20世紀(jì)60年代以來(lái)，全世界共進(jìn)行了300多次太空交會(huì)對(duì)接活動(dòng)，航天器上所使用的對(duì)接機(jī)構(gòu)主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是“異體同構(gòu)周邊”式對(duì)接機(jī)構(gòu)，另一類(lèi)是“錐-桿”式對(duì)接機(jī)構(gòu)。瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平，我國(guó)對(duì)接機(jī)構(gòu)采用了導(dǎo)向板內(nèi)翻式的異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型。
據(jù)陶建中介紹，我國(guó)自主研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)與“國(guó)際空間站”、“和平號(hào)”空間站、航天飛機(jī)、“聯(lián)盟號(hào)”飛船等航天器所使用的對(duì)接機(jī)構(gòu)兼容，在對(duì)接原理、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)尺寸上都保持一致。將來(lái)，如果我國(guó)要與國(guó)外進(jìn)行太空合作，對(duì)接機(jī)構(gòu)只需進(jìn)行適應(yīng)性的接口協(xié)調(diào)即可。
