中国载人航天工程新闻发言人日前表示,我国载人航天工程第一个空间交会对接目标——天宫一号目标飞行器,已完成总装全面转入电性能综合测试阶段。该飞行器将于2011年发射进入预定轨道,之后将发射神舟8号飞船与之交会对接
■ 建造大空间站
必须要过交会对接关
神舟7号的上天,已经实现了我国首次航天员出舱活动,突破了舱外航天服,以及与出舱活动相关的一系列关键技术。
明年将发射的“天宫1号”、及随之相继上天的神舟8、9、10号飞船,这一系列动作将实现我国载人航天工程新的突破。其中的核心就是突破航天器在轨的交会、对接技术。它是构筑太空实验室、规模更大的太空站、以至进一步实现载人登月、登火星等一系列未来工程所必须逾越的一步。
构筑具有一定规模的太空设施,如欧美等16国正在轨道上联合组建的“国际空间站”,其总重量超过400吨,至今尚没有能一次将它送上太空的大推力火箭。它的总面积差不多一个半足球场大,试想,一发运载火箭的头部要包容如此大的载荷,将如何组装、运输、竖到发射塔架旁发射上天?合理、可行的办法就是将它一部分一部分地发射上去,在运行轨道上组装成整体。这就必须通过航天器在轨的交会、对接来操作实施。
因此说,掌握航天器在轨的交会、对接技术,是进一步推进航天事业必须克服的技术关键。
■ 比子弹出膛速度快8倍
对接难度可想而知
交会对接,就是使两个分别发射的飞行器在运行轨道上会合,最终连接成为一个飞行器。一般是先将目标飞行器发射入轨,精确测定运行轨道,当其飞经待发飞行器发射场上空时,择机发射,使后者与前者运行在相同的轨道上,即相同的高度、速度和轨道倾角,而且两者相距控制在几千米至十几千米的范围内。然后,依靠飞行器本身的机动能力使两者逐渐接近、连接成一体。由此可见,这比拦截、击中飞行器的过程更为复杂,要求也更高。
近地轨道飞行器的运行速度,差不多是子弹刚出枪口时速度的8倍,要使如此高速的两个物体在几百千米的高空会合、同步飞行,必要的前提是运载火箭的控制精度和飞行器轨道精确测量技术已经过关。而交会、同步飞行则是最终实现对接的前提条件。要使两个高速飞行器的对接口能安全、准确地连接在一起,还需要解决稳定而精确的姿态控制技术,可靠可控的机动技术,以及精确定位、瞄准的对接装备。对接过程中,定位、控制不当,致使擦碰或连接后留有扭曲力矩等,都会产生严重后果。
初期,对接过程中曾用雷达来测量定位,现在是用激光加上视频等来捕获定位,人和自动设备结合则更有效。当代成熟的技术,可使两船接近的速度控制在每秒钟约5厘米左右;捕获定位的精度可达2-3毫米。若像国际空间站、航天飞机那样装有计算机和人为可控的机械臂,也可用其实现抓获对接。
■ 未来太空活动
样样离不开交会对接
太空站构建时须用交会对接技术,建成后维持正常运行也离不开交会对接。如用无人飞船定期输送燃料、食物及保证航天员正常生活、工作的各类必需品;用载人飞船分批接送航天员等。
载人登月、登火星、登陆小行星等活动,稳妥的方案是在有人登陆的同时,还有人留守在绕轨飞行器内,以便于登陆舱起飞后与轨道舱交会对接,再一起返回地球。
昂贵的应用卫星,经常由于机动调轨调姿的燃料耗尽或部件小故障而影响使用寿命。利用交会对接技术,可对其进行补给或修理。航天飞机甚至可以把哈勃太空望远镜“抓”回地面进行维修。
静止轨道只能容纳360颗卫星同时工作,现在已经没有多余的星位分配给各国了,也可用交会对接技术对其补给而延长寿命,或把失效的卫星推向“坟墓”轨道而空出位子来。
在未来的反卫星等太空对抗中,交会对接技术无疑更会大有用武之地。
■ 突破交会对接技术
我国航天事业将入新天地
我国业已宣布,将在明年上半年先把约8吨重、具有多个对接口的无人飞船“天宫1号”发射入轨,作为目标飞船,下半年发射神舟8号与它交会并对接。之后再相继发射神舟9、10号载人飞船与它交会、对接。这意味着我国将在已有成果的基础上,用较短的时间,一鼓作气地突
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