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交会对接像在太空穿针,高难度、高风险
记者:交会对接怎么实现?
周建平:交会对接实际上分为交会和对接两个过程。具体来说,是先把天宫一号这个目标飞行器调整到一个预定的交会对接轨道上,摆好姿态,等待交会对接。之后发射神舟八号飞船,来“追”目标飞行器,飞船主动,目标飞行器被动。
交会对接完成后,天宫一号和神舟八号成为一个组合体在轨道上运行,这时候由天宫一号作为“大脑”来控制组合体飞行。最后神舟八号还要和天宫一号分离并返回地球,这也十分关键,其实就是测试了未来飞船从空间站撤离返回地球的技术。
空间交会对接,涉及两个飞行器之间的准确协同,是我们过去没有做过的事情。可以说,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。在对接过程中,如果控制不准,就可能发生航天器相撞事故。因此,需要进行大量试验才能掌握这一技术。茫茫太空,一前一后发射在太空轨道高速运行的两个航天器,要彼此面对面,并且紧密连接为一体,难度可想而知。
空间交会对接技术是我国独立自主研发
记者:国外试验空间交会对接技术时,采取的是飞船和飞船对接,我们为什么要研制一个目标飞行器来和飞船对接,有何独特之处?
周建平:首次空间交会对接任务,从总体方案到具体实施都是我们独立自主研发的。具体到交会对接机构,测量和控制技术,都是我们的科研单位自主研发,不是学别人的,更不是引进来的。
从总体方案上讲,我们的首次交会对接和国外当时的做法不一样。美国和苏联当时用的都是飞船和飞船对接,看起来简单,但是飞行成本高。做三次交会对接,需要发射6次飞船。
为了完成空间交会对接,我们研制了两个飞行器,一个叫“追踪飞行器”,用的是神舟飞船,另外一个是“目标飞行器”,就是天宫一号。研制目标飞行器这种做法和国外不同的是,既要完成现有任务,又兼顾未来发展和效益,这是中国独创。
首先,飞船在轨时间都很短,所以完成一次交会对接需要两艘飞船。天宫一号目标飞行器在轨可以飞行两年,其间我们计划安排三次交会对接任务。这样的话,要进行N次交会对接,我们发射N+1个航天器就行,而天宫一号和载人飞船的成本差不多。所以我们可以减少发射次数,降低成本。当然,这不是唯一的目标。
再者,天宫一号目标飞行器就是一个小型的长期在轨运行的轨道站或是空间实验室,麻雀虽小,五脏俱全。天宫一号除了完成交会对接以外,和飞船相比,它可以提供人的访问、工作、生活的支持能力。在不久后有航天员参与的空间交会对接中,飞船和目标飞行器对接以后,人可以进入到目标飞行器里,在里面生活和工作一段时间,包括进行科学实验。如果让飞船去做这件事情,是做不到的。
此外,我们在研制过程中,也是把目标飞行器作为空间站技术验证的前奏。天宫一号目标飞行器采用了未来空间站要用的技术,比如控制技术和电源技术,都是我们以前从未使用过的。利用目标飞行器,我们可以去研制和验证空间站的平台技术、生命保障技术等,现在开始就验证空间站的一些关键技术,便于开展空间站方案研究,为我们未来空间站的研发打下一个比较好的基础。