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空間交會對接，繼神舟八號之后，神舟九號又向“天宮”飛來。 作為人類進軍空間站必須邁過的關(guān)鍵一步，空間交會對接規(guī)模大、技術(shù)復雜、風險多。美俄（前蘇聯(lián)）一開始均選擇多次發(fā)射目標飛行器，驗證交會對接技術(shù)。 “中國智慧”的獨特之處在于，先發(fā)射目標飛行器天宮一號，然后讓它先后與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船交會對接，3次交會對接任務僅需4次航天發(fā)射，節(jié)省成本，經(jīng)濟實惠。 “專門研制目標飛行器，用于太空中的‘N+1’交會對接試驗模式是我國首創(chuàng)�！陛d人航天工程總設(shè)計師周建平說。 現(xiàn)在，仰望蒼穹，神舟九號就要與天宮一號交會對接了。讓我們一起靜靜期待，感受并賞析“中國智慧”的精彩細節(jié)。 
步驟一 自動交會對接 “太空四步”再次上演 如同劉翔的奪冠絕殺“七步上欄”，神舟九號與天宮一號的交會對接，同樣需要邁好“太空四步”——地面導引，自動尋的，分步靠近，對接合攏。其中前3步為交會，第4步為對接，一氣呵成。 首先測控人員要確定神舟九號與天宮一號在太空交會的最佳相位和時間。要實現(xiàn)精準對接，它們需要在圓形軌道上沿直線交會。測控人員先要對天宮一號進行一系列軌道控制，使其瞄準目標相位。接下來，便是神舟九號的“太空四步”了。 第一步——地面導引：神舟九號在地面指令的引導下，經(jīng)過5次變軌控制，飛抵天宮一號下方約52公里處，轉(zhuǎn)入自主控制飛行狀態(tài)。 第二步——自動尋的：神舟九號經(jīng)過4次自主變軌控制，抵達距天宮一號約5公里的對接入口點。 第三步——分步靠近：為了和天宮一號對上“秋波”，確保彼此的相對測量通信正常“溝通”，中國航天人為神舟九號設(shè)置了4個停泊點，分別距離天宮一號5000米、400米、140米、30米。每當?shù)诌_停泊點的瞬間，神舟九號就和天宮一號處在同一軌道高度，相對速度為零，神舟九號要在這個時候“停一停，看一看”了。 第四步——對接合攏：飛船與“天宮”擁抱彼此的“手臂”是“異體同構(gòu)周邊”式對接機構(gòu)。對接機構(gòu)核心部件由3把“捕獲鎖”和12把“結(jié)構(gòu)鎖”組成，神舟九號和天宮一號各有完全對稱的一套。先是“捕獲鎖”實現(xiàn)最初的柔性連接，接著，12把“結(jié)構(gòu)鎖”將它們拉近緊貼在一起，實現(xiàn)剛性連接。最后，再通過密封連接設(shè)備封閉對接口縫隙，在天宮和飛船之間形成一個直徑約80厘米的對接通道。 這4個步驟幾乎與“神八”一模一樣，所不同的是，它們與“天宮”輪番擁抱時，一個是白天一個是黑夜——在離地面343公里的太空軌道上，飛船和“天宮”繞地球一圈只需要90分鐘，每45分鐘就會經(jīng)歷一次晝夜更替。上一次“神八”與“天宮”對接，是“黑夜”狀態(tài)，這一次，是“白天”，即通常所說的陽照區(qū)。 由于是在“白天”，光學測量引導設(shè)備就對光線的入射角提出了要求。所以說，一旦這一次“神九”與“天宮”對接成功，也便意味著，我國空間交會對接技術(shù)在陽照區(qū)也得到了驗證。 步驟二 首次入住“天宮 ”“天上家園”迎來主人 這將是激動人心的一刻。如果交會對接成功了，直徑約80公分的對接通道就建立起來，“天上家園”即將迎來主人。 此時此刻，3位航天員與“天上家園”的距離，只剩下了3道門——返回艙門、軌道艙門、天宮一號艙門。打開這3道門之前，還有很多事情要做。 首先要檢查軌道艙的氣密性，氣密性好則表明軌道艙是安全的，第一道門可以打開了。緊接著要做的便是向?qū)油ǖ劳鉀_壓，讓通道的氣壓與飛船艙內(nèi)一樣，否則存在壓差，艙門便不好打開。即使兩邊氣壓平衡，還不能貿(mào)然打開軌道艙艙門。這時候，檢查對接通道的氣密性成為開啟第二道門的關(guān)鍵一環(huán)。畢竟，對接通道一旦漏氣，就會對航天員的安全造成威脅。
軌道艙與對接通道氣壓一致，且氣密性好，意味著第二道門也打開了。像魚一樣游過來的第一個航天員打開了天宮一號的艙門——天上家園來人了！ 這時候，神舟九號已經(jīng)處于停靠狀態(tài)，天宮一號的啟控成為千鈞一發(fā)的關(guān)鍵事件。天宮一號的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)資源將控制三艙模式，實現(xiàn)“1托3”的環(huán)控模式。三個艙段內(nèi)的空氣氣壓、成分，溫濕度，水，電源等等，全由天宮一號控制。 當3位航天員把神舟九號搭載上來的一些物資搬到天宮一號上去后，他們的太空生活開始了。 為了迎接后面的手控交會對接，飛船與“天宮”需要暫時分離。值得關(guān)注的是，在它們分開之前，三位航天員要執(zhí)行一個標準的撤離程序——把“天宮”上該帶回地面的所有物資，搬到飛船的返回艙，然后將“天宮”再次設(shè)定成無人值守狀態(tài)…… “航天員首次入住天宮一號，不僅意味著組合體技術(shù)得到一個完整驗證，還意味著神舟九號首次實現(xiàn)了完整的天地往返的運輸過程�！敝芙ㄆ浇忉屨f，神舟八號和天宮一號雖然完成了交會對接，但由于神舟八號沒有載人，沒有把人和物送到天宮一號上去，也沒有把天宮一號上的物品拿回來，自然談不上完整的天地往返運輸過程。 “能夠把人和物品輸送到在軌飛行器上并且安全返回地面，是交會對接的最大價值所在�！敝芙ㄆ秸f。
步驟三 手控交會對接 駕駛飛船“太空穿針” 140米，第三個停泊點，再次成為一個關(guān)鍵點位。萬眾矚目的手控交會對接，將從這個點開始！ 無疑，這是讓人屏息的一刻。這是我國航天員首次在太空真正意義上駕駛飛船，而且，還要準確無誤地與飛船前方140米的天宮一號對接！ 140米，駕駛時速為7800米/秒的飛船與另一個時速同為7800米/秒的“天宮”交會對接，難度有多大？ 載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師黃偉芬形象地說：“這就好比一場太空接力賽，前面高速飛奔的選手拿著繡花針，后面高速飛奔的選手要把一根絲線從針眼里穿過去，你說難度大不大？” “它直接考驗著一名航天員的空間感、空間定向能力、協(xié)調(diào)能力，對飛行器方位、姿態(tài)快速判斷能力，以及操作精準性、情緒穩(wěn)定性、緊急處理問題的能力。”黃偉芬說：“地面上1500次的訓練，某種意義上就是為了短短的這一刻�！� 這一刻來了！如同司機開車，油門、剎車、方向盤全是一個人控制，駕駛飛船也是由一名航天員負責，他的“方向盤”是兩個手柄，一個管平移，一個管姿態(tài)，控制著6個自由度12個方向的動態(tài)，速度不能太快也絕不能太慢；他的“前車窗”是一個人控TV，類似于一個取景框，取景框里有個十字靶標，用來實時觀察判定“天宮”與飛船的相對姿態(tài)、相對位置和相對速度。 與此同時，至少還有一名航天員也不能閑著，他將起到重要的輔助作用，不僅要觀察一些儀表數(shù)據(jù)、幫助調(diào)節(jié)人控TV的寬窄視場，還要操作一些按鍵，輸出一些指令，同時提醒監(jiān)視“駕駛員”的操作…… 30米，20米，10米……人控TV里，前方的“天宮”撲面而來，越來越逼近十字靶標的中心點，最后，當“天宮”與那個中心點完全重合，對接就成功了。 毫無疑問，這一刻緊張、刺激，進展快速而又懸念迭起，稍不留神，你也許便會在一片掌聲和歡呼聲中，錯過那些注定要被反復回放的畫面——那是中國載人航天又一個注定要寫進史冊的時刻。 神九天宮交會對接 首次采用大功率LED照明光源 6月16日18時37分24秒，神九成功發(fā)射。據(jù)悉神九在技術(shù)方面又有新的突破和創(chuàng)新。此次交會對接采用大功率LED作為聚光照明光源，這在國內(nèi)外屬于首例。 神舟九號艙外大功率照明設(shè)備交會對接燈不僅為航天員照亮了交會對接目標，也為地球上的觀眾們能夠親眼見證這一刻提供了光影效果。 為滿足載人交會對接任務的需求，神舟九號、“天宮一號”儀表顯示設(shè)備使用大尺寸、彩色TFT液晶顯示器替換了以往使用的單色顯示屏。該設(shè)計為載人航天器儀表設(shè)備中首次使用。 |
