我國空間交會對接任務各大系統進入最後準備

我國空間交會對接任務各大系統進入最後準備http://www.sina.com.cn2011年09月21日02:50北京日報

圖為轉運途中。中新社發 宿東 攝

9月20日11時38分,發射塔架開始關閉,等到發射前40分鐘才能打開。新華社記者秦憲安攝

長征二F運載火箭組合體露出真容。 新華社記者秦憲安攝

9月20日9時,天宮一號目標飛行器、長征二F運載火箭組合體開始轉運。新華社記者秦憲安攝

  中國載人航天工程新聞發言人20日宣布,我國將實施載人航天工程首次空間交會對接任務,執行任務的天宮一號目標飛行器、長征二F運載火箭組合體已從酒泉衛星發射中心垂直總裝測試廠房順利轉運至發射區。天宮一號將於9月27日至30日擇機發射。按照計劃,首次交會對接任務將首先發射天宮一號目標飛行器,之後發射神舟八號飛船,實施無人自動交會對接試驗。

  各大系統進入最後準備

  據介紹,天宮一號目標飛行器、長征二F運載火箭等飛行產品自6月底陸續進場後,按照飛行任務測試發射流程,相繼開展了總裝測試等技術區的準備工作,長征二F運載火箭還針對發射「實踐十一號04星」的火箭故障原因,採取了相應改進措施。天宮一號在完成推進劑加註後,與運載火箭吊裝對接構成一個完整的組合體。20日9時,承載著組合體的活動發射平台駛出載人航天發射場垂直總裝測試廠房,安全轉運至發射塔架。未來幾天,發射場將陸續進行目標飛行器、火箭功能測試和器箭地聯合測試等工作,進行最終狀態檢查和確認後,火箭加註推進劑,擇機實施發射。目前,執行首次交會對接任務的各大系統已進入最後準備工作狀態,各項準備工作進展順利。

  「天宮」將與「神八」對接

  按照計劃,首次交會對接任務將首先發射天宮一號目標飛行器,之後發射神舟八號飛船,實施無人自動交會對接試驗。天宮一號飛行的主要任務是,為實施航天器空間交會對接飛行試驗、突破和掌握交會對接技術提供交會對接目標,初步建立長期無人在軌運行、短期有人照料的載人空間試驗平台,為空間站研製積累經驗,進行空間科學實驗、航天醫學實驗和空間技術試驗。

  此外,我國還計劃於2012年發射神舟九號、神舟十號飛船,以進一步掌握飛行器空間交會對接技術。同時,在2020年前後,研製並發射核心艙和實驗艙,在軌組裝成載人空間站。有關航天專家透露,之所以需要這麼長時間,主要是因為空間站建設需要大推力的運載火箭。空間站由很多艙段合成,每一個艙段至少在20噸左右,而現有長征二號運載火箭的運載能力僅為七至八噸。

  「神九」或為有人對接

  中國載人航天工程原副總指揮張建啟介紹,中國載人航天工程分三步:一是航天員上天;二是多人多天飛行、航天員出艙,實現飛船與空間艙交會對接,發射短期有人照料的空間實驗室;三是建立永久性空間站。此次發射是完成第二步的後續任務,為完成第三步戰略目標打下基礎。

  「交會對接」是舉世公認的航天技術瓶頸,國外航天器在空間交會對接過程中就曾失敗,如俄羅斯「進步M3-4」飛船與「和平」號空間站在對接過程中「相撞」。張建啟說,「神八」是無人對接,「神九」、「神十」是否為有人對接,要看「神八」交會對接的情況,只有3次對接成功,第二步戰略目標才全部達到。

  本報記者 劉歡 形

  專家解讀

  航天技術難點——「空間交會對接」

  北京大學地球與空間學院焦維新教授說,空間實驗室就像是一座空間大廈,是在太空軌道上逐步組裝起來的。當各種部件在地面上設計完成以後,藉助大型的運輸工具,也就是能夠進行大運載的火箭把大的部件送入到太空,這是地面研製技術。還有組裝技術,包括比較實用的機器手,因為大的部件是無法靠人使用的,需要使用機器手。

  焦維新說,建設天宮一號空間實驗室最關鍵的部分就是「空間交會對接」技術。兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數的協調,在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上,通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。實現兩個航天器在太空交會對接的系統,稱為交會對接系統。

  焦維新說,在對接時,需要兩個航天器的軸線在同一條直線上,並且相對速度要接近0。這個難度是非常大的,因為兩個航天器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車,要讓它們的距離必須一直保持在1米左右,這是非常不容易做到的。

  天宮一號與其他空間站六大不同

  天宮一號只是空間站的雛形,是試驗性空間站。那麼試驗性空間站有哪些特點?它和其他國家的空間試驗站有何不同?

  天宮一號並非真正的空間站,而是用於試驗我國未來空間站項目所需技術的首個太空試驗平台,目的是為此後我國建設空間站做準備。

  回望前蘇聯、美國及歐洲航天局的空間站發展歷程,均為先研製試驗性空間站、再建造其他空間站。我國航天專家龐之浩認為,研製試驗性空間站是建造空間站的重要前提和技術保障。

  試驗性空間站是為發展其他空間站,從運輸器過渡到載人航天基礎設施的試驗性航天器;而空間站指可供多名航天員巡訪、長期工作和居住的載人航天器。

  結合國外試驗性空間站和其他空間站的發展,龐之浩指出,兩者之間主要存在六大區別。

  「首先,試驗性空間站在軌壽命通常低於5年,而其他空間站可達5至10年,或者更長。」他說。

  其次,試驗性空間站的規模較小,對介面也少,沒有擴展能力。而其他空間站至少有2個對介面,能同時對接載人運輸器、貨物運輸器或專用實驗艙。

  三是試驗性空間站上的航天員一次在軌時間較短,一般是幾十天。而其他空間站上的航天員一次在軌時間大多為百天以上。

  此外,兩者的區別還體現在:試驗性空間站上的燃料和消耗品原則上要一次帶足,其他空間站則是用貨運飛船定期進行多次補給;試驗性空間站上的有效載荷設備很少更換,但其他空間站可多次更換和增加實驗儀器;試驗性空間站上的航天員一般不進行航天器的維修工作,只進行試驗、訓練等,而其他空間站上的航天員要經常進行維修工作。

  「簡言之,試驗性空間站的各方面要求均比空間站低,因而技術難點少,比較容易研製。」龐之浩說。

  談及天宮一號,龐之浩表示該飛行器與國外試驗性空間站在功能和用途方面有相似之處,但質量較小,約為8噸,而國外試驗性空間站都為20噸級以上,因此稱其為簡易「空間實驗室」更加合適。

  據《科技日報》

  新聞鏈接

  嫦娥二號從深空

  傳回首批科學探測數據

  本報訊(記者 劉歡)昨天,記者從國家國防科技工業局獲悉,我國第二顆月球探測衛星嫦娥二號已成功從172萬公里外深空傳回第一批科學探測數據。根據工程總體安排,衛星將於近日擇機再次開啟部分有效載荷,執行科學探測任務。

  在嫦娥二號從月球飛往拉格朗日L2點過程中,太陽風離子探測器、太陽高能粒子探測器、γ射線譜儀等三種有效載荷開機,獲取了大量空間環境探測數據。自9月15日19時25分開始,嫦娥二號以每秒750千比特的速率下傳了3個多小時,將這些科學數據全部傳回地面,下傳的數據達到7千兆比特。這些有關地球到日地拉格朗日L2點之間的空間環境探測數據,對於加深人類對日地空間環境的認識,進行天文學研究具有重要價值。

  截至9月20日,嫦娥二號衛星已環繞L2點穩定運行近26天。目前,衛星狀態良好,各類飛控事件執行正常,剩餘推進劑約115千克。嫦娥二號衛星預計環繞L2點飛行至明年年底,為我國即將建成的深空測控站提供空間測試和校驗目標,進一步驗證我國遠距離測控能力。

  同時,嫦娥二號衛星上搭載的太陽風離子探測器、太陽高能粒子探測器、X射線譜儀、γ射線譜儀、微波探測儀等有效載荷,將繼續探測地球遠磁尾的高能粒子,並對可能的太陽X射線爆發和宇宙γ暴等進行觀測,獲取科學數據,加深對日地空間環境的認識。

  延伸閱讀

  中國緣何要建造

  自己的空間站

  北京大學地球與空間學院焦維新教授介紹說:「造船是為了建立空間站,建站是為了科學實驗,這就是我國自主建立空間站的原因。」飛船在太空飛行一般是一周左右,它所能進行的科學實驗無論是從內容還是時間上都是有限的。只有空間站可以長時間在太空中運行。這樣,我們就可以做各式各樣的科學實驗,還有進行太空產品的開發研製。

  中國工程院院士張履謙表示,空間站是航天事業發展的一個必然趨勢,它代表了一個國家的航天國力。如果我們現在不去掌握這項技術,等到需要使用空間站時再來建造就會落後了。

  「天宮一號建成後,可以用來進行科學實驗、生產、太空觀測、偵察、在太空中儲備物質等多種用途。在對地觀測方面,當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時,空間站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數,以獲得最佳觀測效果。」

  除此之外,中國科學技術大學地球和空間科學系胡友秋教授認為,天宮一號的建立可以為我國帶來很大的經濟價值。比如在太空育種方面,就可以培育出各種各樣的蔬菜,對農業會有很大的好處;在工業方面,還可以製造出在地球上製造不出來的材料;另外,還有導航,比如GPS定位可以大大方便人們的出行,但是如果不藉助空間站就無法實施。

  外媒點評

  中國下一次太空

  飛躍進入倒計時

  德新社日前發表文章說,隨著發射架上的火箭整裝待發,準備把中國第一個太空實驗室送入軌道,中國在今後10年內組建永久性空間站的計劃已經進入了關鍵階段。儘管美國停止了其太空梭計劃,而且在俄羅斯「聯盟」號飛船發生事故之後,國際空間站的前途也變得撲朔迷離,但是中國正在加快步伐,準備進行下一次巨大飛躍。

  文章說,天宮一號是一個軌道艙,它將發揮基礎型太空實驗室的作用,使中國能夠掌握對於成功實施空間站計劃至關重要的對接操作技術。在酒泉衛星發射中心,同時等待發射的還有神舟八號太空飛船,它將在天宮一號之後進入軌道,並執行第一次對接操作。

  文章說,在中國的「長征」系列運載火箭意外出現問題導致了延誤之後,天宮一號可望於本月晚些時候發射。8月18日,「長征二號丙」火箭未能將一枚衛星送入預定軌道。這對於中國的航天工程人員來說是一次罕見的挫折。

  澳大利亞太空旅行專家莫里斯·瓊斯說:「他們已經查清了問題的原因,將會恢復過來。事故導致了短時間的推遲。」美國海軍軍事學院研究中國空間計劃的專家瓊·約翰遜-弗里茲認為,最近發生的故障不會妨礙整體計劃的進展。

  文章說,一旦天宮一號進入其預定軌道,無人操縱的神舟八號飛船隨後也將發射,以便試驗遙控的對接操作。航天員計劃在明年執行神舟九號和神舟十號飛行任務,對天宮一號進行兩次造訪,並搭建起一個由互相連在一起的太空艙組成的微型空間站。中國的實驗性空間實驗室在尺寸上無法與美國1973年發射的「太空實驗室」或前蘇聯1986年發射的「和平」號軌道站相提並論,但是作為第一步它確實達到了目的。一個打算永久停留在太空中的空間站計劃在2020年前後投入運行。不過鑒於俄羅斯與美國合作的國際空間站計劃最遲在2020年前將徹底關閉,屆時中國將成為在太空中擁有載人前哨基地的唯一國家。對於年輕的航天國家來說,這將是一個偉大的勝利。

  (本報綜合報道)

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