“神舟八號(hào)”飛船進(jìn)入發(fā)射倒計(jì)時(shí)，即將與已在軌穩(wěn)定運(yùn)行的“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)我國航天器的首次空間交會(huì)對(duì)接。上海宇航系統(tǒng)工程研究所研究員陶建中日前做客第35期院士專家講壇，詳解“神八”和“天宮”面對(duì)面時(shí)，最具挑戰(zhàn)性也最激動(dòng)人心的精彩時(shí)刻。

神舟八號(hào)發(fā)射示意圖 (3sNews 配圖)

　　交會(huì)對(duì)接是航天大事

　　航天事業(yè)發(fā)展中，交會(huì)對(duì)接可謂最重要的航天技術(shù)，無論是第一次還是每一次，都是至關(guān)重要的航天大事。空間科學(xué)研究、開發(fā)空間資源等活動(dòng)是一個(gè)長期過程，離不開空間站平臺(tái)。載人飛船只是天地往返的運(yùn)輸工具，飛行時(shí)間短，有效載荷重量小，而空間站規(guī)?？梢员容^大，在軌運(yùn)行時(shí)間長，是保證人類空間活動(dòng)的最有效空間設(shè)施。交會(huì)對(duì)接使得運(yùn)輸工具和平臺(tái)得以聯(lián)接在一起，不僅能把人送進(jìn)空間站，還可以用于貨物補(bǔ)給和空間站建造，是中國空間站的起點(diǎn)。

　　由上海航天人承擔(dān)的“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”的首次對(duì)接，看上去是在完成上世紀(jì)60年代美國和前蘇聯(lián)早已實(shí)現(xiàn)了的技術(shù)動(dòng)作，實(shí)際上其技術(shù)內(nèi)涵大大提升：采用的不是傳統(tǒng)“錐-桿”式結(jié)構(gòu)，而是目前比較先進(jìn)的周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)，即整個(gè)機(jī)構(gòu)裝置全在周邊，中間留有直徑0.8米的通道，這樣的通道更利于航天員走動(dòng)，適合大質(zhì)量的航天器對(duì)接。

　　整個(gè)對(duì)接過程中，兩個(gè)重量均超過8噸，時(shí)速高達(dá)28000公里以上的龐然大物，要在距地約343公里的高度軌道上完美“牽手”，需準(zhǔn)確無誤地完成碰撞、捕獲、緩沖、校正、拉近，拉緊、密封、剛性連接八個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，大約耗時(shí)十分鐘。

　　細(xì)看對(duì)接“精彩時(shí)分”

　　觀看“神舟八號(hào)”對(duì)接“天宮一號(hào)”的電視直播時(shí)，也許會(huì)遭遇沉默十分鐘——畫面中，兩個(gè)航天器已經(jīng)“手拉手”并排在一起，指揮中心卻遲遲未宣布“對(duì)接成功”。陶建中研究員提醒大家，千萬不要擔(dān)心，只需耐心等待，因?yàn)閮蓚€(gè)航天器正在“暗中”施展拳腳，完成8大對(duì)接細(xì)節(jié)。

　　“神八”會(huì)“天宮”，當(dāng)追至相距約100公里時(shí)，通過接收美國GPS、中國北斗和俄羅斯格洛納斯三種導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)定位，調(diào)整自己的姿態(tài)和速度，并開始自主導(dǎo)航。之后，隨著距離的不斷拉近，激光跟蹤儀等一系列精密儀器不斷開啟。在相對(duì)距離不超過300毫米，角度偏差不超過5度、相對(duì)速度0.2米/秒的情況下， “神八”將輕輕地撞上來。碰撞后，“天宮”捕獲“神八”，再通過一系列工程力學(xué)作用，將兩個(gè)物體碰撞產(chǎn)生的能量吸收掉，實(shí)現(xiàn)“緩沖”。這前三個(gè)動(dòng)作完成，約需60秒。

　　在此飛行過程中，兩個(gè)航天器必然會(huì)有一定偏差，需要用80秒鐘完成姿態(tài)“校正”。之后，再經(jīng)過“拉近”和“拉緊”兩個(gè)動(dòng)作，分別在240秒和220秒之內(nèi)完成，將“神八”與“天宮”連為一體。接下來，是邊緣密封和剛性連接，然后壓力閥開始運(yùn)作，確保兩個(gè)空間內(nèi)的壓力相當(dāng)。最終，一個(gè)直徑0.8米的通道形成，兩個(gè)航天器之間的物資和人員可以交換。( 馬亞寧)