全新测量设备掌控天宫一号与神舟八号对接过程_新闻台

　　全新测量设备掌控天宫一号与神舟八号对接

　　天宫一号顺利升空，我国首次交会对接任务即将拉开大幕。按照计划，11月初，神舟八号飞船将上天与天宫一号交会对接。执行此次交会对接任务的神舟八号飞船，虽然没有承担载人任务，但是要想在太空中实现完美对接也并非易事，而其中的核心部件就是对接机构。

　　据中国航天科技集团公司相关专家介绍，神八与天宫一号的对接过程，就如同太空中两列没有铁轨的高速运转的列车实现首尾相接，对接后，天宫一号要在两个飞行器之间建立能供航天员通过的气密通道，此外，还要实现与神舟八号电、气、液的共通，收到“对得上，分得开”的效果，这对对接控制和对接机构提出了较高要求。

　　据悉，在天宫一号目标飞行器任务中，上海航天技术研究院承担了资源舱结构与总装、电源分系统、对接机构分系统、测控与通信分系统配套单机、总体电路分系统资源舱电缆网的研制任务。

　　中国是除俄罗斯之外的第二个生产对接机构的国家。天宫一号的对接机构共有118个传感器进行测量，5个控制器接发指令，上千个齿轮轴承进行力和运动的传递，通过14个电机和电磁拖动机构进行动作，数以万计的零件和紧固件组成复杂的、机电一体化的周边式对接机构，中间留有直径800毫米的人孔通道。这种活动部件多、传动链长、精度要求高的产品，必须有系统集成的工程化设计才能完成，目前已成功申报了20多项专利。

　　中国从载人航天工程之初，就同步开展了交会对接技术的论证工作。上海航天技术研究院805所研制队伍从1995年就开始着手对接技术原理研究、仿真探索，1999年制造出了第一台1比1的原理样机，2000年开始10项部件级关键技术攻关，2002年研制面向工程应用的对接机构攻关样机和4项大型系统级地面模拟试验设备，2005年对接机构分系统正式立项，2009年12月完成初样研制转入正样工作，2010年11月完成正样产品研制交付，2011年到基地靶场成功进行试验。整个研制之路长达16年之久。

　　为再现天上的对接过程，航天设计人员从工程一开始还策划建立了一套完整的对接模拟实验系统，实现了在高低温、真空、失重等空间环境条件下的捕获、缓冲和分离过程。尤其是对接缓冲试验台，采用了世界首创的气浮装置，可以完成捕获缓冲和连接分离试验；热真空试验台，可以模拟再现对接机构天上工作的全过程。数千次的模拟试验表明，该试验系统的真实性、精确性与重复性已达到世界领先水平。

　　“神八与天宫一号的对接，就宛如在太空中穿针引线，这将对飞行控制和对接结构提出严格要求。”航天科技集团专家告诉记者，为了完美上演“穿针引线”大戏，天宫一号采用了全新的测量设备，让350公里轨道上的神八与天宫一号的一切行踪尽在掌握。

　　本报记者蔡文清通讯员黄希

　　词条

　　交会对接

　　中国工程院院士、中国载人航天飞船原总设计师、中国航天科技集团公司五院飞船总设计师技术顾问戚发轫解释：两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调，在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会；对接则是在交会的基础上，通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。

　　通俗地讲，此次交会对接任务的实质就是，天宫一号以约8公里/秒的速度在飞，神舟八号追上去，然后两者连接在一起，不仅严丝合缝，还要把液、电、气通上。曾有专家说，这就好像上面放了一根针，底下用一根线，差了几百公里，最后要拿那根线去穿过那个针眼，非常困难。

　　中国航天科技集团总经理马兴瑞表示，交会对接技术是未来中国载人航天和组装大型空间站，乃至载人登月的关键技术。在航天界，交会对接技术与载人天地往返、出舱活动并称载人航天领域的三大基本技术。

　　本报记者蔡文清通讯员陈立

　　太空锻炼自行车已随天宫进太空

　　本报综合报道来自中国航天员科研训练中心的消息称，航天员未来在太空工作、生活和实验所需要的产品，部分已经跟随天宫一号上天，等待航天员进入天宫后启用。

　　中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师、中国航天员科研训练中心主任陈善广介绍，已经上天的这批产品包括用于航天员太空锻炼的自行车和下体负压筒、各类服装鞋袜、睡袋、航天食品、诊疗箱以及大量航天医学实验设备等。

　　相比神舟系列任务，突出的变化是新增了太空锻炼器材和航天医学实验设备，前者是对抗长期失重环境下飞行引起肌肉萎缩和骨丢失等症状，后者是为了研究中长期飞行对航天员生理心理的影响，提出防护措施。天宫一号带上天的产品还有部分电子设备，无人飞行期间不是一直工作，而是定期开机巡检。

　　由于实施空间交会对接任务时航天员飞行时间将延长，航天员相关产品的数量也明显增加。“比如服装包带上天好几套，要满足多人多天穿着和更换的需要。”此外，天宫一号在轨运行两年，要求产品具有高可靠性和长寿命。陈善广称，“很多产品要长期耐受低压、失重、温湿度等多种特殊环境的考验，设计生产方面的要求比较苛刻。我们在地面做了充分的寿命试验。”

　　中国航天员将来驾乘神舟飞船与天宫一号对接时，还会携带一部分产品上天，有的要转运到天宫一号中。陈善广对此解释说：“一方面是航天器载荷有限，无法一次带完所有产品，另一方面是产品寿命的考虑，比如做实验用的细胞，在长期无人条件下难以存活，所以要跟人一起带上天。”

　　中国空间站将征集实验项目

　　据新华社讯中国载人航天工程空间应用系统副总设计师张善从昨天表示，近期将向全国征集载人空间站应用项目建议，各方人士都有机会参与未来中国载人空间站实验。

　　到2020年前后，中国将在太空建造长期有人照料的有人空间站。张善从说，在空间站上开展大量科学实验，是建设空间站的终极目标。

　　“未来在空间站上进行的科学实验，将比现在有几十倍甚至上百倍的增加。”目前已对空间站建成后将要开展的科学实验进行了规划，主要有空间地球科学与应用、空间生命科学与生物技术、空间材料科学、微重力基础物理、微重力流体物理与燃烧科学、空间物理与空间环境、空间天文和空间应用新技术等八个领域的应用任务。

　　据悉，中国载人航天工程办公室近期将发布《载人空间站工程应用任务指南》，向全国征集项目建议。“各科研单位、企业、高校和社会各界人士，都将有机会以不同的形式参与到中国载人空间站的实验中来”。

　　据张善从介绍，目前天宫一号上安排的科学实验项目是全生命周期的，贯穿天宫一号运行的两年寿命。对于是否会在与之对接的飞船上搭载新的科学实验项目，目前存在这种可能，但要根据交会对接任务目标实现的情况来规划。“首先要实现有人状态下的交会对接，这个问题解决后，再考虑是否补充一些科学实验项目。”张善从说。

　　突破交会对接技术后

　　将发射八吨级实验室

　　作为空间实验室的雏形，天宫一号将先后与神八、神九、神十进行对接。只有3次对接成功，我国载人航天的第二步战略目标才算全部达到。我国的载人航天工程分为三步走。第一步，发射两艘无人飞船和一艘载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。第二步，突破载人飞船和空间飞行器(如轨道舱)的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个8吨级的空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步，建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。本报记者蔡文清通讯员陈立