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[视频]40多小时后神八将对接天宫

发布时间:2011年11月01日 06:30 | 进入复兴论坛 | 来源:CNTV


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    神舟八号飞船于11月1日5时58分发射

    视频:神八发射精彩瞬间 高清图集

    中国网络电视台消息:预计神八与天宫交会对接的时间是2日深夜至3日凌晨,届时飞船和天宫一号正飞行在我国甘肃、陕西上空

>>>专家解读为何在甘、陕上空实现交会对接<<<

    据专家介绍,后面有两次交会对接工作,第一次是在3号凌晨,另一次是在14号。也正是因此,神八升空之后的控制动作将非常的密集,在今天中午12点左右,神八运动到第五圈届时将进行第一次轨道控制,抬升它的近地点高度。此后在明天当它运行到第13圈、16圈、19圈、24圈时,还将进行4次轨道控制。这样经过5次远距离的导引控制,在3号凌晨时就可以进行第一次交会对接。然后进行锁紧,也就是我们之前所说的让天宫和神八的接吻能够更加紧密更加严丝合缝。

    此后在天宫一号与神舟八号组合飞行12天之后,也就是在本月14号时,神八将撤离天宫一号,然后再进行对接,他们共同飞行2天之后,16号神八将第二次撤离天宫一号,17号返回地面,这样天宫其神八交会对接工作就算圆满完成。

    对接结构在地面已进行1101次试验

    在太空将两个航天器对接起来形成一个“组合航天器”的对接技术,是人类载人航天活动的一项关键技术。目前,世界载人航天领域使用的对接机构有两大类:一类是美国航天飞机的“异体同构周边”式对接机构,另一类是俄罗斯和欧空局ATV飞船上的“锥-杆”式对接机构。

    “瞄准世界先进水平,我国对接机构采用了导向板内翻式的异体同构周边式构型,对接机构所有的仪器设备都安装在周边,中间留了直径800毫米的人孔通道,宇航员和货物就是从这个通道运送。”上海航天技术研究院研究员、交会对接大型地面试验系统原负责人陶建中介绍说。

    陶建中说,对接机构在我国是一项全新技术,许多问题都是以前从未遇到的,其中最主要的技术难点有四个方面:一是如何保证两个飞行器相撞时“不撞坏、不弹开”,软硬适度;二是如何保证很多相互矛盾的动作(如推-拉、合-分等)组合在一起具有高可靠度;三是许多复杂的产品要协调安装于周边,中间留出人孔通道,如何实现系统集成;四是如何在地面充分试验、模拟天上微重力情况下的对接分离过程。

    针对对接机构的技术难点,上海航天技术研究院805所的研制队伍进行了长达16年的科技攻关,在仿真先行、高可靠的设计技术、集成技术和地面模拟等关键技术上,一一取得了突破,目前已成功申报20多项专利。对接机构在“上天”之前,已经在地面上进行1101次对接试验、647次分离试验。

    对接分为8个步骤约需十分钟时间

    两个航天器在太空的交会和对接是两个不同过程。

    陶建中介绍,当“神舟八号”和“天宫一号”在同一时刻以同样的速度到达同一个地点顺利交会,两个飞行器的速度、位置、姿态、偏差等11个参数满足对接的初始条件后,飞行器就将停止控制,让它们根据惯性进行碰撞,整个对接过程一共大约需要十分钟时间。

    对接过程分为8个步骤:

    第一步是“相撞”。在惯性作用下,8吨重的“神舟八号”与8.6吨重的“天宫一号”以每秒0.2米左右的速度进行相撞,当“神舟八号”上的主动对接机构碰撞上“天宫一号”上的被动对接机构,对接过程正式开始。

    第二步是“捕获”。当“神舟八号”主动对接机构上的对接环,接到失衡传感器发出对接指令信号后,6根滚珠丝杆就会向外推出200多毫米,对接环上安装的3对捕获锁,撞到“天宫一号”被动对接机构相对应的卡板器,就会被牢牢卡住。

    第三步是“缓冲”。“神舟八号”对接环受到撞击后,将会通过一套传动机构,联向对接机构上的摩擦自动器和电磁阻尼器,分别吸收纵向和横向的撞击能量,进行缓冲。碰撞、捕获、缓冲三个步骤共需要大约60秒时间。

    第四步是“校正”。当“神舟八号”成功捕获“天宫一号”并实施缓冲后,“神舟八号”对接环的6根滚珠丝杆继续往外推至300毫米,同时对两个航天器的姿态、位置和偏差等进行强行校准,校准时间约需80秒。

    第五步是“拉近”。校准后,“神舟八号”对接环的6根滚珠丝杆缓缓收缩,将两个飞行器“拉近”,这一过程约需240秒。

    第六步是“拉紧”。“神舟八号”和“天宫一号”的对接面上,分别安装了6组共12把对接锁,每把对接锁的拉力达3吨。当两个飞行器被拉近后,两个对接面的12把对接锁一一相扣。

    第七步是“密封”。两个飞行器拉紧后,对接机构上的驱动电机将带动钢丝绳系统,将两个连接器面上的密封圈压缩,保持密封。

    第八步是“刚性连接”。通过对接锁使两个连接器贴合,实现“刚性连接”,将两个航天器组合成一体。拉紧、密封和刚性连接共需220秒。

    连接后的“组合航天器”由“天宫一号”控制

    陶建中介绍,“神舟八号”和“天宫一号”实现刚性连接后,将通过制动控制系统,接通两个航天器的电气液路通道,进行信息和能源并网。“神舟八号”上的航天员和货物通过直径800毫米的人孔通道进入“天宫一号”。连接后的“组合航天器”由天宫一号控制,“神舟八号”处于停靠状态,但如果出现故障,“神舟八号”则可以立即进行“替补”。

    在联合飞行任务结束后,或在紧急状态下,实现两个飞行器的安全分离也至关重要。根据程序设计,“神舟八号”和“天宫一号”的对接锁可自动分离,一旦出现故障,宇航员可手动分离,将两个对接机构掰开;此外,还可以采用火工品将对接机构炸开,实行强行分离。     

    神八技术状态改变达百项 将可传输对接画面

    作为神舟系列飞船,排行老八的神舟八号飞船和自己的“七哥”神舟七号飞船有着怎样的差异呢?担负着飞天一吻的神舟“老八”又有着怎样的独特优势?航天专家对此进行了权威解读,据介绍,“神八”暗藏玄机,技术状态改变高达百项,涉及产品有推进舱、舱内和舱外摄像机、电源分系统、总体电路等。

    外形:增加测量敏感器

    执行这次交会对接任务的神舟八号为改进型飞船,沿用返回舱、推进舱和轨道舱三舱结构,全长9米,舱段最大直径2.8米,起飞质量8082千克。轨道舱是航天员生活舱,有效活动空间5立方米,舱外安装交会对接测量设备和主动对接机构;返回舱是航天员座舱,配有降落伞和着陆缓冲系统,舱内配置了仪表板、指令板以及航天员手动控制手柄;推进舱是飞船的动力和能源舱段,安装了轨控、姿控发动机和太阳能电池帆板。

    据中国航天科技集团公司五院载人航天总体部主任设计师石泳介绍,神舟七号的舱可以说是一舱两“名”,根据其支持航天员太空生活的功能,称为轨道舱,根据其支持航天员出舱活动的功能,称为气闸舱。而神舟八号就没有这个气闸舱。“神八”在外形上增加了测量敏感器,用于交会对接测量。

    飞行:可前进也可平移

    从外形上看,“神八”与“神七”的返回舱是一致的。但“神八”的又一特色亮点表现在返回式座椅上,体现了设计人员的绿色理念。

    虽然“神八”不载人,但科研人员按照航天员适宜环境进行了设计。“尽管飞船各系统的密封已经万无一失,但是座椅下的一个压力燃气包里的有害气体一旦发生泄漏,后果将不堪设想。”石泳说。因此,“神八”最终确定了用压缩空气来取代燃气,并相应地增加了一套气源组件系统作为动力源。座椅的提升原理没有变化,而压缩空气的使用,意味着即使发生泄漏也不会对航天员的身体产生任何不利影响。在返回时,航天员承受的冲击力大,为了让航天员着陆时感觉更舒适,此次“神八”的座椅改成大底。

    另外,飞船不但可以往前走,还具有平移功能。这也是神舟八号飞船的又一大亮点。

    动力:增加12台发电机

    “神八”技术状态改变高达百项。石泳说,因为增加的设备大小不一,轻重不一,功能不一,所以这些设备不能简单地往推进舱一安装就了事。推进舱总体单位在设计时既要考虑到舱体在太空飞行过程中的重心和平衡,还要根据产品体积大小安装在合适的位置,同时要考虑安装时操作人员的操作和检修方便,经过综合权衡,推进舱总体设计方案科学合理,安全调试一步到位,确保了“神八”任务的完成。

    同时,“神八”比“神七”的供电能力增强了,它的推进舱增加了12台发电机。在功能上,“神八”新增了交会对接的能力。

    摄像:对接画面传遍世界

    “神八”与“天宫”的交会对接这一辉煌时刻,怎么才能迅速传递给世界?神舟八号飞船的测控与通信分系统解决了这个问题。石泳介绍说,“神八”的舱外摄像机可受航天员控制,图像处理的能力比“神七”提高。分系统采用先进的压缩编码体制,双路图像传输模式,大大提高了图像传输质量,保证画面能够清晰地传回地面,让全世界人民都能看到中国航天的壮举。 据北京晨报

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