11月3日1時(shí)36分，已在軌運(yùn)行一個(gè)多月的天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器終于實(shí)現(xiàn)了和神舟八號(hào)飛船的空間交會(huì)對(duì)接。目前，兩個(gè)飛行器進(jìn)入組合體運(yùn)行階段，并將以這種狀態(tài)飛行約12天。
與交會(huì)對(duì)接時(shí)“神舟八號(hào)”主動(dòng)追“天宮一號(hào)”不同，在組合體飛行期間，“神舟八號(hào)”設(shè)備關(guān)機(jī)，進(jìn)入“停靠”狀態(tài)，整個(gè)組合體的姿態(tài)、軌道控制和管理都由“天宮一號(hào)”負(fù)責(zé)。至此，“天宮一號(hào)”順利實(shí)現(xiàn)了從“獨(dú)自等待”到“被追求”，再到“領(lǐng)航者”的轉(zhuǎn)變。
對(duì)接前：穩(wěn)定運(yùn)行 天宮防撞擊
9月29日晚，“天宮一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。次日，交會(huì)對(duì)接任務(wù)飛控參試人員對(duì)“天宮一號(hào)”進(jìn)行了兩次變軌，使其進(jìn)入預(yù)定的355公里近圓軌道。
在“神舟八號(hào)”發(fā)射之前，“天宮一號(hào)”實(shí)施降軌調(diào)相，即進(jìn)入離地球約343公里，與“神舟八號(hào)”入軌點(diǎn)相位相差88.5度的交會(huì)對(duì)接軌道，偏航180度，以“倒車”姿態(tài)飛行，同時(shí)做好交會(huì)對(duì)接前的各項(xiàng)準(zhǔn)備動(dòng)作，等待與“神舟八號(hào)”相“吻”。
記者從北京航天飛行控制中心了解到，“天宮一號(hào)”在軌運(yùn)行1個(gè)多月期間，工作狀態(tài)良好，飛行正常，先后進(jìn)行了遙控指令、控制開關(guān)、圖像發(fā)音設(shè)備、艙內(nèi)溫度與濕度、交會(huì)對(duì)接設(shè)備等在軌測(cè)試工作，并利用搭載的有效載荷開展了一系列空間科學(xué)試驗(yàn)活動(dòng)。
在軌運(yùn)行期間，“天宮一號(hào)”利用自身攜帶的攝像機(jī)拍攝的兩張照片曝光。在10月10日發(fā)布的照片上，“天宮一號(hào)”露出半個(gè)身子，人們能清楚地看到資源艙外表的局部和中繼衛(wèi)星天線，還有浩瀚深邃的神秘太空。
10月19日，“天宮一號(hào)”傳回一張艙內(nèi)實(shí)景照片。據(jù)了解，除了與神舟飛船一樣配有空間醫(yī)學(xué)試驗(yàn)設(shè)備、醫(yī)學(xué)健康監(jiān)督設(shè)備、滅火裝置和消耗性資源外，為了今后長(zhǎng)期飛行任務(wù)的需要，“天宮一號(hào)”還攜帶了廢物循環(huán)利用再生設(shè)備和航天員鍛煉器材。
在空間飛行期間，“天宮一號(hào)”還要防備“不速之客”的造訪。為了防止空間碎片的傷害，“天宮一號(hào)”配有防護(hù)板，而其自身的金屬外殼也可以阻擋一些微小碎片的撞擊。
據(jù)介紹，在此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，為了實(shí)現(xiàn)航天器安全運(yùn)行，對(duì)空間碎片的監(jiān)測(cè)預(yù)警以及必要時(shí)開展規(guī)避操作，都被正式納入了測(cè)控系統(tǒng)。
對(duì)接時(shí)：姿態(tài)調(diào)整 神八追天宮
“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”進(jìn)行交會(huì)對(duì)接之前，記者在北京航天飛行控制中心看到，在指揮大廳里，長(zhǎng)約17米、寬約4米的巨幅顯示屏幕上實(shí)時(shí)顯示著航天器在太空飛行的姿態(tài)。飛控參試人員正在緊張忙碌著，為交會(huì)對(duì)接做最后的準(zhǔn)備。
“神舟八號(hào)”從發(fā)射升空到交會(huì)對(duì)接之前，要進(jìn)行5次變軌，才能到達(dá)交會(huì)對(duì)接軌道，并要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。與之相比，在交會(huì)對(duì)接中扮演著“被追求”角色的“天宮一號(hào)”相對(duì)“清閑”，在降軌調(diào)相后主要是保持運(yùn)行的姿態(tài)和軌道，并對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行檢查。
11月3日1時(shí)36分，“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在343公里外的太空上演交會(huì)對(duì)接“大戲”。整個(gè)過程驚險(xiǎn)刺激。在抵達(dá)位于“天宮一號(hào)”后下方約52公里的位置后，“神舟八號(hào)”開始轉(zhuǎn)入自主控制。隨后，“神舟八號(hào)”在4個(gè)停泊點(diǎn)“休整”。緊接著，捕獲、緩沖校正、拉回、鎖緊……“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”順利完成了交會(huì)對(duì)接。
據(jù)悉，交會(huì)對(duì)接飛行過程分為遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段、自主控制段、對(duì)接段、組合體飛行段和分離撤離段。任務(wù)實(shí)施時(shí)，有的階段還被細(xì)分成多個(gè)小階段。
來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)公司的飛控參試人員告訴記者，為了確保任務(wù)順利實(shí)施，他們重點(diǎn)開展了交會(huì)對(duì)接段各類應(yīng)急協(xié)同演練及飛控決策演練，且每個(gè)階段的飛控工作都演練了多次。目前，“天宮一號(hào)”、“神舟八號(hào)”交會(huì)對(duì)接任務(wù)聯(lián)合飛控試驗(yàn)隊(duì)實(shí)行兩班倒制度，而“兩總”常常需要日夜不分地連續(xù)作戰(zhàn)。
記者了解到，“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”的飛行控制分別有200多項(xiàng)預(yù)案，此外，關(guān)鍵崗位也準(zhǔn)備了替補(bǔ)人員。
對(duì)接后：組合飛行 天宮總掌舵
交會(huì)對(duì)接成功后，北京航天飛控中心發(fā)來(lái)消息：“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”進(jìn)入組合體運(yùn)行階段。
“在對(duì)接完成后，目標(biāo)飛行器要馬上完成啟動(dòng)控制。這其中包括控制組合體姿態(tài)和軌道、為飛船供電、采集飛船的狀態(tài)并為飛船發(fā)送指令等。”天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器和神舟八號(hào)飛船總設(shè)計(jì)師張柏楠介紹道。此時(shí)，“神舟八號(hào)”進(jìn)入關(guān)機(jī)停靠狀態(tài)，長(zhǎng)達(dá)18米組合體的能源、信息、熱環(huán)境、姿態(tài)、軌道控制等控制和管理的重任都由“天宮一號(hào)”承擔(dān)。
張柏楠表示，組合體控制技術(shù)是此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)驗(yàn)證的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，也是我國(guó)空間站建設(shè)必須突破的一項(xiàng)技術(shù)。這些技術(shù)通過此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)驗(yàn)證后，可以用于未來(lái)的空間站設(shè)計(jì)。
據(jù)悉，組合體飛行結(jié)束后，“神舟八號(hào)”將與“天宮一號(hào)”分離。之后，兩個(gè)飛行器將進(jìn)行第二次交會(huì)對(duì)接。對(duì)接完成后，“神八”將返回地面，而“天宮一號(hào)”則升軌至自主運(yùn)行軌道，等待明年先后與“神九”、“神十”相會(huì)。
“天宮一號(hào)”設(shè)計(jì)壽命為兩年，這兩年它將在太空參與驗(yàn)證空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)和組合體運(yùn)行控制技術(shù)，同時(shí)還要驗(yàn)證航天員駐留等關(guān)鍵技術(shù)，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間技術(shù)試驗(yàn)等。這些空間試驗(yàn)將為未來(lái)空間站的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。（王娟）
來(lái)源：中國(guó)航天報(bào)
