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Headline版 - 神九天宫手控对接 太空穿针风险高
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话题: 对接话题: 交会话题: 手控话题: 天宫话题: 航天员
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今日,六天前与天宫一号成功实现自动交会对接的神舟九号,将和天宫短暂分离,开始
进行此次“神九飞天”的一项核心任务:与天宫实现手控交会对接。专家分析,手控交
会对接对于航天员的操作技能提出了更高的要求,掌握此项技术将对中国载人航天事业
发展有标杆性意义。
手控交会对接要求航天员精准灵敏操作
中国载人航天工程新闻发言人23日宣布,经任务总指挥部研究决定,天宫一号与神舟九
号手控交会对接计划于6月24日12时许实施,航天员将手动控制神舟九号飞船完成与天
宫一号的交会对接任务。
自本月16日神舟九号飞船发射入轨后,18日神舟九号与天宫一号目标飞行器实现自动交
会对接对接,形成组合体,三名航天员景海鹏、刘旺、刘洋成功进入天宫一号。
中国载人航天工程新闻发言人介绍,组合体运行正常,3名航天员状态良好,各项科学
实验顺利实施,实现了短期有人照料的组合体飞行,达到了预期的目的。目前,天宫一
号与神舟九号实施分离及手控交会对接准备就绪,地面测试系统工作正常,满足手控交
会对接任务要求。
据了解,空间交会对接技术分为自动对接和手控对接,去年发射的神舟八号,已经使中
国成功掌握自动交会对接技术,而此次神九与天宫的手控交会对接,对于中国全面掌握
空间交会对接技术意义重大。
就此次手控交会对接的难度,中国航天科技集团五院导航与控制分系统主任设计师解永
春介绍,相比于自动交会对接,手控对接不仅对飞船控制系统提出了更高的要求,更重
要的是对航天员的操作技能提出了高要求。解永春说:“由于需要航天员亲自参与对接
操作,手控对接过程中,航天员操作技能和精神状态等随机因素都可能对对接造成影响
,航天员的操作既要精准又要灵敏。”
据悉,为了成功完成手控交会对接,航天员在进场前已经进行的非常严格的训练。男航
天员完成了506学时1360次手控交会对接操作,具备了在各种条件下成功实施手控交会
对接的能力。女航天员也已完成90学时130次手控交会对接操作,具备了辅助正常交会
对接的能力。据了解,在神九乘组中,手控对接任务主要由两名男航天员执行,女航天
员进行一些辅助操作。
手控对接分“三步走” 耗时与自动对接差别不大
据了解,神舟九号飞船与天宫一号的手控交会对接过程跟自动对接过程完全相同,只不
过是在最后的对接过程中采用人工操作的方式。手控交会对接的过程大致可分为以下三
个阶段:
第一步“分离”:神舟九号载人飞船将与天宫一号目标飞行器分离,飞船自动撤离至
400米左右停泊点。做好与天宫一号重新交会对接准备。
第二步“自动接近”:停留2分钟后,神九将采用地面测控支持下的自动交会接近至120
米。
第三步“手动对接”:航天员在地面授权下控制交会对接过程,调整相对位置和相对姿
态,通过操作平移控制手柄实现对接。航天员要看着电视图像,根据实时传输的数据,
如距离、高度、轴线差别、相对速度等,让两个航天器一点点逼近,根据仔细计算决定
速度变化方案,完成交会对接。
对于手控交会对接的耗时问题,解永春表示,从交会对接的时间上来看,两种对接方式
没有太大的差别,“航天员在对接操作所消耗的时间上可以自己掌控,手动对接也不见
得就比自动对接慢。”
自动对接、手控对接将相互备份
2011年11月,神舟八号和天宫一号的“深情一吻”
2011年11月,神舟八号和天宫一号在太空中的“深情一吻”,标志着中国继美国和俄罗
斯之后,成为世界上第三个完整掌握空间对接技术的国家。
据了解,在空间交会对接方面,迄今为止美俄两国共进行了300多次交会对接,美国以
手控为主,曾失败过2次,俄罗斯以自控为主,失败过15次,因而手控交会对接的成功
率更高,原因是出现故障时航天员可以随机应变。
对此,解永春表示,这两种交会对接方式是互相独立的,是可以互相备份的。对于载人
航天飞船来说,每一个环节都需要有非常可靠保障,如果自动对接方式出现问题,手控
对接可以作为一个完全独立的对接方式进行补充备份。
“神舟八号让我们成功突破了自动交会对接,此次神九与天宫的这两次手控交会对接,
将使中国完全掌握空间交会对接这项技术。”解永春表示,此次手动交会对接对于实现
中国载人航天事业有标杆性的意义,将为后续工程发展奠定基础。
揭秘交会对接过程:太空中穿针引线,难度、风险高过神七出舱
交会对接实际上分为交会和对接两个过程。从技术上来说,交会对接难度比神七时候的
航天员出舱难度大。打个比喻,有点像在太空穿针。在每小时约2.8万公里的速度下,
如果控制不准,就可能发生航天器相撞事故。下面我们以神八和天宫一号的对接过程来
揭秘自动交会对接的过程。
交会过程:毫厘之差便会相撞 导致前功尽弃
“地面导引”:2011年11月2日23时08分之前的50多个小时内,神舟八号飞船在地面测
控通信系统的远距离导引下,历经5次变轨,速度降至与天宫一号一致,距离降至与天
宫一号相距52公里的轨道内。
“自控阶段”:在相距52公里时,神舟八号飞船和天宫一号建立起稳定的空空通信,这
标志着神舟八号告别了地面的控制与导引,开始了对天宫一号的自主追寻。飞船开始自
主控制,进入自主控制段。
“寻找、接近、靠拢”:在这个阶段,飞船将分三个阶段进行交会对接:其中从52公里
到5公里是寻的段,从5公里到140米是接近段,从140米到对接机构接触是平移靠拢段。
从5公里到对接前,风险指数飙升,交会对接最大的风险是两个航天器相撞。而一旦相
距5公里之内,即使发动机不工作,两个航天器也可能相撞。
“对接前准备”:400米停泊点,140米停泊点,神八飞船向着天宫一号开始平移靠拢。
最后的30米,天宫一号和神舟八号在同一轨道上一前一后,以7.8公里/秒的速度,天宫
一号调180度姿态,转头朝后飞行,神舟八号正飞。为对接做好准备。
对接过程:八步骤仅用十分钟 但却步步惊心
1时28分,飞越最后的30米,期待已久的神舟八号与天宫一号,终于在浩渺天际迎来了
相遇。对接过程分为8个步骤,虽然仅仅耗时十分钟,却是最危险和最关键的10分钟,
稍有差池,两个庞然大物就会撞在一起,前功尽弃:
第一步是“相撞”:在惯性作用下,8吨重的神八与8.6吨重的天宫一号以约0.2米/秒的
速度进行相撞,当神八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”:当神八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”:神八对接环受到撞击后,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
、缓冲共需约60秒。
第四步是“校正”:当神八成功捕获天宫一号并实施缓冲后,神八对接环的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,神八对接环的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”:神八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。
手动交会对接:航天员一点马虎就能酿成太空事故
既然能自动对接,为何还要靠手动?
自动省人力且安全,但须地面和卫星支持,花费巨大:用自动控制来完成空间交会对接
,虽然不需考虑人员的安全和救生问题,但需要分布很广的地面站或中继卫星,花费巨
大。如今美国多采用手动控制,而俄罗斯仍倾向采用自动控制。
这是因为俄罗斯横跨欧亚大陆,因此可以满足自动控制中地面站数量的要求,美国则达
不到这样的条件。而且自动交会对接,需要消耗宝贵的燃料,应对突发情况能力较弱。
手动成功率高,但工作时间长劳动强度大,还会受到环境条件限制:用手动控制来完成
空间交会对接成功率高,而且在自动对接失败后,手动对接可以作为有效补充,而且使
用人力节省了宝贵的太空燃料,但缺点是工作时间长,从几个小时到几天,而且劳动强
度很大,此外还受空间环境条件(如光照)的严格限制等。
未来的趋势是人工控制和自动控制相结合,以提高交会对接的灵活性、可靠性和成功率

专家表示,中国要想完全掌握交会对接技术,神九载人与天宫一号的手动交会对接将是
至关重要的。
神九与天宫手动交会对接是个什么样的过程?
神舟九号飞船与天宫一号的手动交会对接过程跟自动对接过程完全相同,只不过是在最
后的对接过程中采用人工操作的额方式。神舟九号飞船发射入轨,船箭分离飞行2天后
与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接对接,形成组合体。在组合体飞行第6天,开
始本次神九的核心任务之一:手动交会对接实验。手动交会对接的过程大致可分为以下
三个阶段:
第一步“分离”:神舟九号载人飞船将与天宫一号目标飞行器分离,飞船自动撤离至
400米左右停泊点。做好与天宫一号重新交会对接准备。
第二步“自动接近”:停留2分钟后,神九将采用地面测控支持下的自动交会接近至120
米。
第三步“手动对接”:航天员在地面授权下控制交会对接过程,调整相对位置和相对姿
态,通过操作平移控制手柄实现对接。航天员要看着电视图像,根据实时传输的数据,
如距离、高度、轴线差别、相对速度等,让两个航天器一点点逼近,根据仔细计算决定
速度变化方案,完成交会对接,一点马虎都能酿成太空事故。
神九航天员1360次实验保证手动对接万无一失
针对航天员执行手动对接任务的技术要求,航天员系统对航天员进行训练时,突出了男
航天员的手控交会对接训练、应急与故障处置训练等训练项目。女航天员突出空间实验
与有效载荷技术训练以及生活照料等训练项目。
男航天员完成了手控交会对接操作技能等项目训练,完成了506学时1360次手控交会对
接操作,具备了在各种条件下成功实施手控交会对接的能力。
女航天员也已经完成了90学时130次手控交会对接操作,对控制策略和控制方法有了一
定的理解和掌握,具备了辅助正常交会对接的能力。
t*****g
发帖数: 7455
2
lol
穿针
国际空间站被穿了多少次了?
s********g
发帖数: 32
3
国际空间站穿很多次了,中国是不是就不让穿了?有点逻辑好不好
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