“神舟八號”與“天宮一號”攜手遨游太空已近兩周，14日它們將進行第一次太空分離、第二次太空交會對接。

      13日22時37分，天宮一號/神舟八號組合體在距地面高度約343公里的近圓軌道上偏航180度，建立倒飛姿態(tài)，為實施二次交會對接做好了準備。從“神舟八號”與“天宮一號”分離，到二次對接鎖緊完成，全程約半小時。

      對接準備  為何“轉(zhuǎn)身”對接？

　　在二次交會對接前，“神舟八號”與“天宮一號”的組合體要重新進行轉(zhuǎn)向180度，轉(zhuǎn)回天宮在前、飛船在后的運行狀態(tài)。為何不直接以原有姿態(tài)，即飛船在前、天宮在后的姿態(tài)進行分離和二次對接呢？

　　據(jù)北京航天飛行控制中心副總工程師李劍介紹，“神舟八號”與“天宮一號”進行首次交會對接時，二者轉(zhuǎn)入組合體狀態(tài)后，組合體調(diào)頭，天宮在后、飛船在前繼續(xù)在軌運行。這種位置安排是考慮到“天宮一號”負責整個組合體的運行，其發(fā)動機裝在后面，因而“天宮一號”處于后方，對接后發(fā)動機點火可進行軌道維持，這也是正常的組合體運行狀態(tài)。

　　李劍解釋說，選擇這樣的方式，主要考慮光照條件并保持與第一次對接姿態(tài)一致。

　　而二次交會對接前飛船的分離形態(tài)，與二次交會對接后飛船最終撤離天宮的方式也不相同。二次交會對接前，組合體進行180度調(diào)頭，飛船正飛分開。而最終撤離返回的時候，組合體不再調(diào)頭，飛船采取倒飛撤離，即直接從前面撤離。

　　風險依舊  二次對接三大難點

　　北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹說，第二次對接將在陽照區(qū)進行，依然充滿著風險和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個方面：

　　一是第二次交會對接在陽照區(qū)進行，由于雜光干擾強烈，對測量設備敏感器的測量精度和相對導航的可靠性均造成較大的影響，對交會對接的可靠實施帶來了一定的風險。

　　二是由于組合體第一次實施分離控制時，有一系列的機械動作，組合體能否按計劃精確地完成分離，是完成二次對接的關鍵所在。在這個環(huán)節(jié)，我們制定了一系列的應急預案和措施，保證在異常情況下也能有效分離。

　　三是組合體分離時，在機械力的作用下，兩個航天器逐漸遠離，由于作用力的不平衡性，可能會出現(xiàn)較大的姿態(tài)擾動，對正常撤離產(chǎn)生一定的影響。如何控制好兩個目標的相對姿態(tài)，保持好相對導航，也是二次對接任務的重點之一。

      分離原理  利用彈簧力將兩個航天器輕輕推開

　　據(jù)上海航天技術(shù)研究院研究員、交會對接大型地面試驗系統(tǒng)原負責人陶建中介紹，“神舟八號”與“天宮一號”成功交會對接以后，兩個航天器組合體的連接主要依靠對接面上12把對接鎖，每把對接鎖的拉力3噸，共36噸，這12把對接鎖由兩組對接鎖系電機驅(qū)動。

　　“當‘神舟八號’與‘天宮一號’組合體的對接機構(gòu)控制器接到分離指令后，對接鎖系就將執(zhí)行分離指令，實施解鎖動作，時間需要3-4分鐘；對接鎖解開后，將通過對接面上4個被壓縮的彈簧推桿的彈簧力，將兩個8噸多重的航天器輕輕推開?！碧战ㄖ姓f，“這個彈簧力并不大，只有幾百牛頓，相當于幾十公斤。兩個航天器被推開后，將保持一定姿態(tài)，緩緩分離，直至準備執(zhí)行第二次交會對接任務?！?/p>

　　在浩瀚無垠的太空，讓兩個交會對接的航天器組合體成功分離，是保證宇航員安全返回地球的前提。上海航天技術(shù)研究院在對接結(jié)構(gòu)設計中，采取了多種“冗余”措施以確保航天器組合體分離，如果自動分離不成功，還可以采取手動分離或火工品分離。

　　自20世紀60年代以來，全世界共進行了300多次太空交會對接活動，航天器上所使用的對接機構(gòu)主要有兩大類：一類是“異體同構(gòu)周邊”式對接機構(gòu)，另一類是“錐-桿”式對接機構(gòu)。瞄準世界先進水平，我國對接機構(gòu)采用了導向板內(nèi)翻式的異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型。

　　據(jù)陶建中介紹，我國自主研制的對接機構(gòu)與“國際空間站”、“和平號”空間站、航天飛機、“聯(lián)盟號”飛船等航天器所使用的對接機構(gòu)兼容，在對接原理、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)尺寸上都保持一致。將來，如果我國要與國外進行太空合作，對接機構(gòu)只需進行適應性的接口協(xié)調(diào)即可。

　　交會對接是航天領域中一項技術(shù)復雜、規(guī)模龐大、變量參數(shù)多的控制技術(shù)，為了得到一個高度可靠并且有容錯和診斷功能的系統(tǒng)，在地面進行仿真模擬試驗是一個有效途徑。

　　“‘神舟八號’和‘天宮一號’對接機構(gòu)在‘上天’之前，已經(jīng)在地面上進行1101次對接試驗、647次分離試驗。”陶建中說，“我國第一次太空交會對接任務完成得十分完美精確，所有步驟均按設計狀態(tài)進行，沒有一處差錯，沒有動用一個預案。”

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