“天宫一号”蓄势待发

2011-08-14 01:19:28 来源:长江商报

“天宫一号”空间实验室实体(实验舱部分)。

长江商报消息 “天宫一号”发射后,将相继与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船实现“交会对接”。据悉,在天气适宜等情况下,“天宫一号”将于8月中下旬择机发射。

目前,用于发射“天宫一号”的长征二号F运载火箭,已于7月23日上午运抵酒泉卫星发射中心。执行“天宫一号”飞行任务的各大系统参试人员和飞行产品已全部集结发射场。“天宫一号”正进行各项测试工作且进展顺利。“天宫一号”升空后,短时间内,将按照原计划发射“神舟八号”飞船,随之两者将进行我国首次空间飞行器无人交会对接飞行试验。

交会对接 力求天衣无缝

“天宫一号”发射无疑是中国载人航天事业的重要步骤,但具体来说究竟意味着什么呢?

对此,曾任酒泉卫星发射中心副主任、中国载人航天工程原副总指挥的张建启说,中国载人航天工程分为三步走:一是航天员上天;二是多人多天飞行、航天员出舱,实现飞船与空间舱的交会对接,并发射短期有人照料的空间实验室;三是建立永久性空间站。此次发射就是在完成第二步的后续任务,并为完成第三步战略目标打下基础。

他进一步介绍说,即将发射的“天宫一号”是中国首个空间实验室雏形。

“天宫一号”之后,将发射“神八”、“神九”、“神十”与之对接。关于对接类型,张建启说,“神八”肯定是无人对接,有人对接是“神九”还是“神十”,主要看“神八”交会对接是否顺利,只有3次对接成功,第二步战略目标才能全部达到。

“交会对接”成功无疑是达成战略目标的关键,而这是举世公认的航天技术瓶颈,在国外载人航天活动早期,航天器在空间交会对接过程中就曾失败。比如,俄罗斯“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站在对接过程中“相撞”。

对于我国的交会对接技术实力,神舟飞船原总设计师戚发轫说,“神舟”系列飞船从“神舟”八号开始有了许多技术改进,成为一种崭新的天地往返飞行器。其中,交会对接功能是其最主要的特色,航天员可以根据电视图像操纵飞船,使其紧跟目标飞行器。

发射准备 确保万无一失

中国载人航天事业的每一个进步都意味着必须完成大量技术突破,比如,从“神五”首次实现载人太空飞行到“神七”宇航员太空漫步,飞船进行200多项改进。此次“天宫一号”发射也是如此。据悉,酒泉卫星发射中心已对载人航天发射场设施设备全面进行了检修检测和质量评审,完成的测发指挥监测系统升级改造等就达66项。执行此次发射任务的长征二号F运载火箭由中国运载火箭技术研究院为主研制,为满足交会对接任务要求,相关专家对其共进行了近170项技术状态更改。

在一些看似不那么重要的非技术细节上也是精益求精。为了让“天宫一号”顺利经受长途跋涉的考验,安全如期抵达发射场,中国空间技术研究院研制团队在细节上可谓做足了功课。由于“天宫一号”块头超大,中国空间技术研究使用了迄今为止该院使用的最大包装箱,并且设计了优良的内部减震系统、先进的温控系统。在安全抵达后,科研人员又开始对其各个功能部件进行最严格仔细的测试工作。

“天宫一号”使用寿命两年

◇揭秘

2009年“天宫一号”模型作为牛年春晚的神秘礼物亮相。

2009年2月27日,中央电视台军事报道中首次出现了我国“天宫一号”空间实验室实体画面,此前“天宫一号”仅有电脑效果图和模型对外公开。

“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。此外,“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法。因此,起以“天宫一号”为目标飞行器命名,能够得到国人更好的共鸣。

中国载人航天工程原副总指挥张建启此前接受采访时透露,天宫一号重达8吨,采用了全新设计和许多新技术,使用寿命两年。

“天链一号02星”为未来空间站服务

今年是“十二五”规划开局之年,航天领域的重大科技专项进入全面实施关键阶段。载人航天二期工程的“天宫一号”、“神舟八号”任务,将成为发射活动的重头戏。除了它们,也不能忽视7月发射的“天链一号02星”将发挥的作用。

“天链一号02星”是中国第二颗地球同步轨道数据中继卫星,由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制。

它将与2008年发射的“天链一号01星”组网运行,为中国“神舟”系列飞船以及未来空间实验室、空间站建设提供数据中继和测控服务,并将应用于下半年实施的首次空间交会对接任务。

此外,该星还将为中国中、低轨道资源卫星提供数据中继服务。

2008年我国自主研制的“天链一号01中继卫星系统”,在“神舟七号”载人航天飞行中得到了成功应用,将飞船的测控覆盖率从15%提高到50%左右,对保障航天员安全和我国载人航天任务的顺利实施发挥重要作用,填补了我国天基测控与数据中继的空白。

专家解读

“天宫一号”

为什么建造自己的空间站

对这个问题,北京大学地球与空间学院焦维新教授表示:“造船是为了建立空间站,建站是为了科学实验,这就是我国自主建立空间站的原因。飞船在太空飞行一般是在一周左右,它所能进行的科学实验无论是从内容还是时间上都是有限的。只有空间站可以长时间在太空中运行。这样,我们就可以做各式各样的科学实验,还有进行太空产品的开发研制。”

“天宫一号”能做什么

“‘天宫一号’建成后,可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。在对地观测方面,当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时,空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数,以获得最佳观测效果。”

除此而外,中国科学技术大学地球和空间科学系胡友秋教授认为,“天宫一号”的建立可以为我国带来很大的经济价值。比如在太空育种方面,就可以培育出很多各种各样的蔬菜,对农业会有很大的好处;在工业方面,还可以制造出在地球上制造不出来的材料;另外,还有导航,比如GPS定位可以大大方便人们的出行,但是如果不借助空间站就无法实施。

“天宫一号”怎么构成的

我国目前研制的“天宫一号”采用的是两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员的生存条件,用于航天员驻留期间在轨工作和生活,密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。

宇航员怎么生活?

中国工程院院士张履谦表示,总体说来,“天宫一号”里的配套设施一般必须包括氧气呼吸装置,废气吸收装置,防止空间的辐射照射装置以及宇航员长期生活具备的各种条件。其中产生动力的推力舱、生活舱、实验、接口等都是空间站上比较重要的装置。

若要在“天宫一号”里工作和生活,还要考虑应对各种紧急突发事件的发生。其中包括氧气装置故障,或控制陀螺失灵,甚至连厕所不能用都能称为是大问题。所以在建造时需要考虑到各种紧急应急措施。

像国际空间站,一直都有个联盟号飞船在为它保驾护航,如果空间站出现问题,它可以进行维修,还可以接宇航员回到地球。

航天飞机的拉动力系统可以定期为空间站加速,使空间站一直在自己的轨道内运行。如果氧气装置出现了问题,还可以运用制氧的原料自己制氧。

“‘天宫一号’只是我国空间站建设的起步,今后我们会慢慢建设大型的空间实验站,预计大体要花上一二十年的时间,等到2020年预计我国的空间站就可以逐步完成了。”张履谦说。

“交会对接”:

建立空间站关键技术

“空间交会对接”,简称“交会对接”,是建立空间站最基本最关键的技术,其原理是通过轨道参数的协调,让两个或两个以上的航天器在同一时间到达太空同一位置,然后再通过专门的对接机构将其连为一个整体。

交会对接根据航天员介入的程度和智能控制水平可分为手控、遥控和自主3种方式。具体的方法一般是先将目标飞行器发射入轨并精确测定其运行轨道,当其飞经待发飞行器发射场上空时,通过择机发射使后者与前者运行在相同的轨道上,并且将距离控制在一定范围内,随后再依靠飞行器本身的机动能力让两者逐渐连为一体。

什么是空间站

在载人飞船取得成功后,前苏联在20世纪70年代适时调整其载人活动重点,建造载人轨道站成为前苏联载人航天活动的目标。空间站是一种能在轨道上长期运行、具有一定科学技术试验能力或生产能力的有人居住航天器。空间站的发展历程分为:试验性空间站;简易空间站;永久性载人空间站。

从无人实验飞船到模拟载人飞行,从多人多天飞行到圆梦太空行走,短短10多年间,中国航天实现了一个又一个历史性跨越,而随着长征二号F运载火箭的即将再次冲天而起,把“天宫一号”送入太空,中国航天向载人空间站时代迈进了一大步。

本组稿件据中新社、科技日报