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“神八”会“天宫” 需要“过五关”
“交会对接，是我国航天史上迄今为止难度最大的一次飞行任务。”如何交会，如何对接，难在哪里？载人航天工程空间实验室系统和飞船系统两个系统的总设计师张柏楠，将实现交会对接的过程总结归纳为“过五关”。
瞄准关
点火误差不能超过正负1秒
以往飞船发射，可以在几十分钟甚至更宽的时间范围内择机点火，而神舟八号飞船发射点火的时间被限定在正负1秒的范围内。这，就是瞄准的需要。
点火瞄准时多差1秒，飞船到了太空和天宫的轨道面都会产生极大的偏差，轻则消耗大量燃料降低航天器寿命，重则会因燃料不足而无法交会。前苏联1968年的一次交会对接，两飞行器相距仅30厘米时却因燃料耗尽而失败。
除了点火时间的精确，火箭飞行精度也要提高。这次使用的长征2F遥八火箭，飞行时通过实时迭代计算不断修正轨道，创造了我国火箭入轨精度的最新纪录。
追赶关
两天内追上10000公里
按生活常识去思考，无论距离多远，加大速度去追就是，又有何难？然而，在太空中，飞船追赶天宫的最优方案不是加速，而是不断减速。
在轨道周期不变的情况下，轨道越低的飞行器飞得越快。正是基于这样的物理原理，飞船追赶天宫的过程，是一个边抬高轨道边降速的过程。
飞船入轨时，与天宫一号还有上万公里的距离，而且两者轨道不在同一平面。没有严密的计算和超一流的飞控能力，想在短短不到两天的时间内追上，实非易事。
为此，北京飞控中心早在2007年7月就开始研发我国新一代飞控软件，经数年攻关于2009年初启用。这套拥有1100多万行代码的庞大软件系统，能够对高度关联的多目标同时测控，确保飞船和天宫一号协调配合进行每个动作。
与此同时，原本测控覆盖率仅有17%的航天测控网，也因中继卫星和测控站点的增加，将覆盖率提升到70%。
通过高水平的轨道设计和严密计算，5次轨道控制后，飞船速度降至与天宫一致时，飞船也恰好到达天宫一号的同一高度和同一位置：10000公里的距离只剩咫尺。
防撞关
设4个停泊点走一段停一停
美俄两国早期的交会对接试验，碰撞事故层出不穷。就在1997年，俄罗斯的进步飞船与和平号空间站还发生相撞，使空间站上的光谱号舱被迫关闭。这次碰撞也加速了和平号空间站失效坠毁的进程。
神舟八号飞船在地面引导控制下到达天宫一号后下方52公里处时，二者建立直接通信联系，飞船通过自身的计算机自主控制继续接近天宫一号，并在5公里、400米、140米、30米设立4个停泊点。
当飞船历尽艰难来到天宫一号身边，相撞成了最危险的事。飞船专门加装了4台反推发动机，提供紧急避让的动力。
二者相距5公里以外时，如果关掉发动机，则会在各自的轨道上越离越远，不会相撞。一旦进入5公里之内，即使没有任何动力，也可能越飞越近导致相撞。
因此，4个停泊点就像是轮船入港前的锚地，是重要的可靠性备份措施。走一段停一停，一方面可以避免走得太快发生碰撞，另一方面也提供了处置突发故障的时间。如果在某一阶段出了问题，可以退回上一停泊点，解决后继续按原计划前进。
精控关
好比在浩瀚太空穿针眼
在343公里高的轨道上高速飞行的航天器，即使用航天测控站的光学望远镜，也难以清晰观测到。
要想在这样的条件下，让两个8吨多的庞然大物，对接机构挨近时误差在18厘米之内，姿态小于5度，这就像是让飞船拿着一根线，穿到天宫拿的那根绣花针的针眼里去。
这，需要神舟八号飞船上诸多新增设备的紧密配合。
飞船新增的8台平移发动机遍布周身，提供了各个角度和方向的推力。而最关键的，首先是航天器相对位置测量数据的精确，发动机提供的推力才能精确。
从相距52公里到实现交会对接，作用距离较远的微波雷达率先工作，进入20公里后精度较高的激光雷达开始工作，进入100米时更加精确的CCD光学敏感器开始介入。这3台技术方案和性能指标均达国际领先水平的交会对接测量设备，完全由我国自主研制，如果对接成功，将验证我国同时掌握3种世界领先的太空测量技术。
由于在地面无法完全模拟太空中的阳光强度，为避免强阳光对测量设备的干扰，首次交会对接计划在地球阴影区进行。如果进展顺利，组合体飞行12天后，第二次试验则会选择在光照区进行，充分验证测量设备的抗干扰能力。
分离关
事关航天员生命安全
两个航天器的速度、位置、姿态、偏差等11个参数满足对接条件后，神舟八号在惯性作用下继续前进，与天宫一号轻轻相触。当感应装置感受到接触，飞船尾部4台发动机随即点火，“捕获”后旋即关机，紧接着，缓冲、校正、拉近、拉紧、锁死等一系列动作就会相继展开，上千个齿轮和轴承同步动作，飞船和天宫用大约15分钟的时间组成刚性连接的组合体。
神舟八号和天宫一号的对接机构是迄今为止中国最复杂的空间机构，有数百个轴承齿轮和上万个零部件。
两个航天器形成组合体运行结束飞船准备返回时，分离，也是一个重要关口。如果分不开，航天员就无法返回地球，后果是灾难性的。
对接时锁得太紧，分离时就必然更加困难。对接机构上的12把结构锁，每个锁的拉力都是数吨级。为保分离采取了4重备份。飞船锁钩自动解锁失效，则由天宫锁钩解锁，如果仍然不行，则先用火工品炸断飞船锁钩，仍然无效，最后的选择就是把天宫的锁钩炸毁，万一发展到这一步，天宫的对接机构永远失效，将无法迎接下一艘飞船。
锁紧机构依次解开后，两个对称的弹簧提供了初始推力，飞船离天宫慢慢变远，直至撤至安全距离，飞船发动机点火，加速离开。飞船返回舱返回地球后，交会对接试验至此完成。
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