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天宫一号飞行任务进入发射最后准备阶段

发布时间:2011年09月26日 17:09 | 进入复兴论坛 | 来源:中国网络电视台


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模拟演练

    中国网络电视台消息(记者郑根岭、王璐发自东风航天城):9月26日上午,天宫一号飞行任务进行了火箭加注前全系统质量评审。结果显示,各参试系统技术状态正确,设施设备功能正常,性能满足任务要求,可靠性、安全性措施落实,完全具备执行发射的条件。

    当天下午,发射场还组织实施了火箭加注设备、加注软管和信号电缆连接等工作,为后续的燃烧剂、氧化剂加注做好准备。气象部门密切关注发射场未来几天的天气情况,利用新引进的“集合天气预报系统”和新建立的“风场模型”进行实时监测。这些工作的开展,标志着天宫一号飞行任务进入发射最后准备阶段。

   【深度对话】

    深度对话“天宫一号”发射场系统总指挥

    地处西北戈壁深处的酒泉卫星发射中心,是目前我国唯一的载人航天发射场。组建53年来,这里见证了中国第一颗人造地球卫星、第一枚远程运载火箭和第一艘飞船等中国航天发展史上具有标志性意义的“十个第一”。

    再过几天,静静伫立在发射塔架上的天宫一号,将从这里起航,奔赴茫茫太空,执行我国首次空间交会对接实验任务。

    目前发射场系统是一种什么样的状态?记者采访了发射场系统总指挥、酒泉卫星发射中心主任崔吉俊。 >>>详细

   【联合演练】

    中国“天宫一号”飞行任务进行全区联合演练

    9月25日下午,天宫一号飞行任务进行了全区联合演练。结果表明,各系统组织指挥顺畅,技术状态正确,参试设备工作正常,具备发射条件。 >>>详细

长征二号FT1火箭

   【动画演示】:

   独家揭秘:长征二号FT1火箭

    这次承担发射任务的是长征二号F火箭,它是目前我国所有运载火箭中个头最大、重量最重、系统最复杂的火箭,是专门用来承担载人航天器发射任务的,因此它有着许多和其他运载火箭不一样的设计。而这次发射天宫一号的火箭,虽然名字还叫长征二号F,但是它为了满足交会对接任务的要求,完成了上百项的技术改进。火箭人亲切的把这个“帅小伙”称作长征二号FT1火箭,这几天它正做着发射前的各项准备。 >>>详细  

天宫一号演示动画

   【背景链接】

    新闻背景1:“天宫一号飞行任务”不单指发射“天宫一号”

    “天宫一号飞行任务”的全称是“天宫一号/神舟八号交会对接任务”,因此它不单指发射目标飞行器(空间实验室),还包括将于今年第四季度发射的神舟八号飞船,两者要在太空轨道上进行两次交会对接,形成组合体飞行一段时间后,飞船返回主着陆场,天宫一号留轨自主飞行,并转入长期运行管理,等待与神舟八号、神舟十号飞船交会对接。

    新闻背景2:天宫一号是“空间实验室”,将来“空间站”的雏形

    “天宫一号”其实就是“空间实验室”,是将来研制发射的“空间站”的雏形和必要阶段。

    之所以称“天宫一号”为目标飞行器,是因为它是神舟八号、九号、十号飞船在太空进行交会对接的目标。

    天宫一号为全新研制,采用实验舱和资源舱两舱构型,全长10.4米,舱体最大直径3.35米,设计在轨工作寿命2年,这意味着神舟八号、九号、十号三艘飞船要在天宫一号发射成功1.5年之内完成发射并与天宫一号进行交会对接(参考新闻背景3中的“载人飞船系统”一节,其中谈到“与空间实验室和空间站进行对接并停靠飞行半年”)。
这次用于发射天宫一号的火箭为长征二号F T1火箭。为满足交会马对接的任务要求,该火箭进行了近170项技术改进。

    神舟八号飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前段安装主动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。发射神舟八号的火箭为长征二号F遥八火箭。

    闻背景3:天宫一号飞行任务都包括哪些系统?

    “天宫一号飞行任务”即“天宫一号/神舟八号交会对接任务”是个复杂的综合性系统工程,由八大系统组成,分别是:航天员、空间应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信、着陆场、空间实验室。
航天员系统主要任务是选拔、训练航天员,实施航天员医学监督和医学保障;研制舱内航天服、舱外航天服、飞行器舱载医监设备和个人救生物品,以及地面试验和训练设备。

    空间应用系统主要任务是研制空间应用有效载荷,开展地球和空间环境监测、空间材料、空间生命、微重力流体物理等空间科学研究及应用试验。
载人飞船系统主要任务是研制神舟载人飞船。神舟飞船采用轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱方案,额定乘员3人,具有交会对接功能,可与空间实验室和空间站进行对接并停靠飞行半年。

    运载火箭系统主要任务是研制满足载人航天要求的大推力长征二号F运载火箭。火箭控制系统采用冗余技术、迭代制导技术,具有故障检测、逃逸救生等功能,具有高可靠性与安全性。

    发射场系统主要任务是负责火箭在发射场的测试和发射,飞船和应用有效载荷在发射场测试的相关保障。火箭采用“三垂一远”(垂直总装、垂直测试、垂直运输,远距离测试发射控制)的测发模式。

    测控通信系统主要任务是完成对飞行器的测量和控制。由地面测控站、海上测量船与中继卫星组成了陆、海、天基测控网。

    着陆场系统主要任务是搜救航天员和回收飞船返回舱,建设了主、副着陆场,设立了上升段陆上、海上应急救生区和运行段应急着陆区。

    空间实验室系统现阶段主要任务是研制用于交会对接的目标飞行器即神舟飞船,为开展短期有人照料的空间科学实验和技术试验提供平台,为研制空间站积累经验。

    新闻背景4:名词解释“冗余技术”“迭代制导技术”

    冗余技术:“冗余技术”又称“储备技术”,它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。

    冗余分为“工作冗余”和“后备冗余”。“工作冗余”是一种两个或以上的单元并行工作的并联模型;平时,由各处单元平均负担工作,因此工作能力有冗余。“后备冗余”:平时只需一个单元工作,另一个单元是冗余的,用于待机备用。

    实例:以计算机为例,其服务器及电源等重要设备,都采用一用二备甚至一用三备的配置。正常工作时,几台服务器同时工作,互为备用。电源也是这样。一旦遇到停电或者机器故障,自动转到正常设备上继续运行。确保系统不停机,数据不丢失。
冗余技术通常分为4 类:时间冗余、信息冗余、结构冗余(按照工作方法又可以分为静态、动态和混合冗余)、冗余附加技术。

    迭代制导技术:北京航天自动控制研究所吕新广、宋征宇在其论文《载人运载火箭迭代制导方法应用研究》中指出:迭代制导是随着现代计算机技术和最优控制理论的发展而出现的一种制导技术,飞行中利用火箭实时状态和终端约束条件计算出一条满足最佳性能指标的弹道用于控制,由于终端条件是根据轨道要素实时计算的,因此具有很高的制导精度。

    迭代制导在国外已得到广泛应用,美国土星-V、航天飞机、欧空局的阿里安火箭、俄罗斯的能源号火箭等都采用了迭代制导技术。

    我国载人航天工程的交会对接任务对运载火箭的入轨精度、对轨道调整的适应性、可靠性等多个方面提出了很高的要求,采用迭代制导是一种较为合适的选择。

    北京宇航系统工程研究所茹家欣在其论文《液体运载火箭的一种迭代制导方法》指出:运载火箭的迭代制导不同于弹道导弹,弹道导弹迭代制导的目标一般只有2个,即瞄准点的经、纬度,而运载火箭迭代制导的目标则更多,如轨道倾角、近地点高度、远地点高度以及近地点幅角、升交点经度等。液体运载火箭的迭代制导更不同于固体运载火箭,液体运载火箭的发动机推力相对稳定,可基本视为常值,偏差小,动力飞行时间也长,固体运载火箭则相反,发动机推力变化大,偏差大,动力飞行时间也短,因此应针对液体运载火箭的基本特点和对迭代制导的要求来研究它的迭代制导方法。

    新闻背景5:“神一”至“神七”概况介绍

    1999年11月20—21日,第一次无人飞行试验。主要目的是考核运载火箭的性能和可靠性,同时验证飞船返回控制等主要关键技术和系统设计的正确性。

    2001年1月10—16日,第二次无人飞行试验。主要目的是对工程总体和各系统从发射到运行、返回、留轨的全过程进行全面考核,进一步检验总体技术方案和各系统技术方案的正确性和匹配性。

    2002年3月25日至4月1日,2002年12月30日至2003年1月6日进行了第三、四次无人飞行试验。火箭逃逸、飞船应急救生等功能均为真实状态,飞行技术状态与载人飞行状态一致。

    2003年10月15—16日,进行了我国首次载人航天飞行。我国航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船,在太空运行14圈,历时21小时23分钟,顺利完成各项预定操作任务后,安全返回主着陆场。

    2005年10月12—17日,进行了第二次载人航天飞行。我国航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号载人飞船,在太空运行76圈,历时4天19小时33分,实现了多人多天飞行并安全返回主着陆场。轨道舱留轨运行700多天。

    2008年9月25—28日,进行了神舟载人航天飞行。航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏在太空飞行46圈,历时68小时,航天员翟志刚身穿我国研制的飞天舱外航天服实现了中国航天员首次空间出舱活动。

(编辑:刘禛)