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神八进入自主控制中国首次空间交会对接即将

2018-12-03 15:10:01

神八进入自主控制 中国首次空间交会对接即将实施

北京时间11月1日清晨5时58分07秒,中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火发射。北京航天飞行控制中心工作人员密切关注神八发射情况。北京航天飞行控制中心是神八发射活动的“中枢”,密切监视着神舟八号的运行。中新社发 王娟 摄   中新11月2日电 2日23时08分,神八飞船和天宫一号建立起了稳定的空空通信,飞船开始自主控制,进入自主控制段。中国首次空间交会对接进入正式实施阶段。根据飞行方案,神八自主导航飞行过程约144分钟,其后,与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。  北京航天飞行控制中心2日透露,北京时间2日17时05分,神舟八号飞船在飞行第24圈时成功实施第5次远距离导引变轨,完成了交会对接准备。通过实施第5次远距离导引变轨,北京航天飞行控制中心科研人员对飞船运行轨道进行了精确组合修正,使其进入距地面高度约330公里的近圆轨道,与天宫一号处在相同轨道面的交会对接点上。神舟八号自11月1日发射入轨以来,分别在第5圈、13圈、16圈、19圈实施了4次变轨控制。  中国首次空间交会对接即将展开  空间交会对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。空间交会对接技术包括空间交会对接轨道设计技术、轨道交会控制技术、对接机构设计技术、空间交会对接测控技术等。广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域。目前为止,只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术,欧洲的ATV和日本的HTV在交会对接技术方面分别得到了美国或俄罗斯的技术支持。  中国首次交会对接为无人自动交会对接试验,对接目标飞行器为天宫一号,追踪飞行器为神舟八号飞船。  9月29日发射升空的天宫一号,是全新研制的载人飞行器,全长10.4米,直径3.35米,起飞质量约8.5吨,设计在轨寿命2年。由实验舱和资源舱构成,实验舱有效使用空间约15立方米,可满足3名航天员在舱内工作和生活需要,前端安装被动式对接机构,可与飞船实现对接。资源舱为空间飞行提供动力和能源。  神舟八号飞为改进型载人飞船,沿用返回舱、推进舱和轨道舱三舱结构,全长9米,舱段直径2.8米,起飞质量8082千克。增加了微波雷达、激光雷达、CCD敏感器等交会测量设备,以及主动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。对接机构采用导向板内翻式的异体同构周边式构型,对接后可形成0.8米的航天员转移通道。  根据方案,交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。  远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始,在地面测控通信系统的导引下,神舟八号飞船经五次变轨,从初始轨道转移到330千米的近圆轨道,在距天宫一号目标飞行器后下方约52千米处,与天宫一号目标飞行器建立稳定的空空通信链路,开始自主导航。  自主控制段经历寻的、接近和平移靠拢三个阶段,神舟八号飞船通过交会对接测量设备,自主导航至与天宫一号目标飞行器接触,自主控制飞行过程约144分钟。  对接段从对接机构接触开始,在15分钟之内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程,终实现两飞行器刚性连接,形成组合体。  组合体飞行段由天宫一号目标飞行器负责组合体飞行控制,神舟八号飞船处于停靠状态。组合体飞行12天左右,择机进行第二次交会对接试验。  交会对接八大步骤  据介绍,两个航天器在太空的交会和对接是两个不同过程。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:  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。  “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。“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”。

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