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神舟九號航天員乘組景海鵬(中)、劉旺(左)、劉洋(右)在模擬返回艙進行上升段操作訓練。 新華社發
神舟九號飛船將于16日發射,與天宮一號目標飛行器進行手動交會對接。載人航天工程總設計師周建平說,神舟九號將全面驗證交會對接技術,并進一步驗證飛船作為天地往返運輸工具的功能。這將是繼去年11月無人乘坐的神舟八號飛船與天宮一號進行自動交會對接后,中國首次實施由航天員來完成的手動空間交會對接任務,這將為中國2020年前后建立空間站奠定重要基礎。
航天員由“乘客”變成“司機” “這是一種新的技術能力,能夠豐富交會對接的手段,從而進一步保證今后任務的成功。”周建平在接受記者專訪時說。
周建平說,執行神舟九號任務的三名航天員中,一人用控制手柄操控飛船平移和靠攏,另外兩人輔助其完成。
“從角色上說,航天員由‘乘客’變成‘司機’。”飛船系統總指揮何宇說。
美國海軍軍事學院中國太空計劃專家瓊·約翰遜·弗里澤對新華社記者說,中國已在神舟八號的無人飛行中展示了自動對接技術,手動對接只是更進一步的驗證。
中國航天員科研訓練中心主任陳善廣說,目前來看,人控操作所有的指標都優于自動控制。人的綜合和協調處理能力,遠遠優于機器。
“在處置意外狀況的時候,人腦比電腦更可靠。”專家說。
在此之前,曾實施載人航天任務的神舟七號飛船主要任務是突破出艙活動。而神舟九號不僅要為天上的目標飛行器送人送貨,還要將天宮一號上的部分物品帶回來,是第一次全面實現天地往返運輸。
“神舟七號航天員還是在‘坐飛船’,從發射到返回都采用自動控制,不需要人手動干預。而神舟九號進行人控交會對接,對航天員來說就已經是在‘開飛船’了。航天員要掌握飛船姿態和軌道的控制權,就如同我們開車,既要控制方向,又要控制速度。”專家說。
“百米穿針”,實現手控交會對接 “有點像航空中的加油機加油,要求非常高。”中國航天員科研訓練中心副主任白延強說,手控交會對接還被比作“百米穿針”。
加拿大空間專家埃里克·希德豪斯說,手控對接的主要挑戰體現在用于對接的光學傳感器,以及飛船與天宮分離控制時的手控操作,作用力的不平衡會造成飛船姿態的大幅波動。
“人工控制是自動控制的冗余措施,有人參與的交會對接更保險。”陳善廣說,但這也對航天員提出了新的挑戰。
他說,航天員操作的習慣、策略、精度和準度要求非常高,要控制燃料消耗。從世界來看,俄羅斯訓練航天員手動對接,地面上的單項訓練達900到1000次。中國航天員目前訓練1000次以上,“讓操作變成習慣”。
飛船成天地往返運輸工具 英國皇家航空學會空間團體主席帕特·諾里斯說,中國采取了“謹慎”航天發展路線,即在自動飛行中驗證新空間技術,然后用于載人飛行。
周建平說,神舟一號到神舟七號實現了把人送入軌道并返回地面,但當時的神舟飛船還算不上是“天地往返的運輸工具”。從神舟八號起,飛船可與在軌運行的航天器交會對接,可稱之為運輸工具。而神舟九號將進一步驗證飛船作為天地往返運輸工具的功能,能夠通過不同的交會對接方式把人送進空間站或空間實驗室并返回地面。
周建平表示,這個過程的實現將意味著中國具備向在軌運行航天器進行人員運送和物資補給的完整能力。這將是中國載人航天史上具有重大意義的一步。
宜居飛船,實現天地雙向可視通話 在本次任務中,女航天員首次上天引發公眾極大關注。專家說,針對女航天員,神舟九號飛船團隊開展了專項設計和專項試驗,反復核算,專項驗證、評審。而飛船作出的一些適應性修改,比如坐椅、航天服等,都根據女航天員的實際情況進行了調整,并確保質量,為飛天“神女”創造了非常好的生活條件。
此外,天宮一號的設計也非常人性化。何宇介紹,天宮一號目標飛行器有效活動空間15立方米,包括兩個睡眠區、一個儀表顯示區、一個空間科學實驗區、一個在軌鍛煉區。其中兩個睡眠區均采取私密性設計,彼此之間可以拉上簾子隔擋。睡眠區安放的睡袋也已經固定好,被褥則由航天員自備自換。航天員有艙內航天服、工作服多種衣服,可以根據不同工作生活狀態更換衣服。“如果神舟飛船是一室一廳,那天宮一號就是別墅。”我國首位航天員楊利偉看過天宮一號后不禁感嘆。
此外,每個臥室也都裝有電話,便于航天員們互相聯系,宜居性很強。通過儀表顯示區,航天員可以實現與地面之間的天地雙向可視通話,首次實現跟地面的視頻聯系。據新華社
五大關節點將接受考驗 首次在夏季發射,首次搭乘女航天員飛天,首次實現手動交會對接,航天員首次進入天宮一號駐留……承載著我國載人航天工程多項“首次”使命的神舟九號與天宮一號交會對接任務實施在即。航天專家在接受采訪時表示,載人航天是一項高風險的事業,這次任務至少要在五大關節點上接受考驗。
天公能否作美 選擇6月份發射,在我國載人航天歷次發射中尚屬首次。“我們從神舟一號以來完成的歷次發射都選擇在春、秋、冬季,唯獨沒有在夏季。”酒泉衛星發射中心主任崔吉俊說,高溫和雷電是夏季發射面臨的最大挑戰。
酒泉衛星發射中心試驗技術部氣象室主任李興東解釋說,雷電天氣雖然發生頻率不高,但可能造成災難性后果。為此,近30名預報員正在全力以赴對神九發射窗口天氣情況進行準確預報。“如果天公作美,我們對第一個發射窗口實施發射抱有信心。”崔吉俊說。
能否再創奇跡 在神舟八號與天宮一號的首次交會對接中 ,僅用了8分鐘就完成原定15分鐘的任務,而且對接的精度、飛行器的姿態控制等指標大大高于預定目標。我國載人航天工程首任總設計師王永志用“奇跡”“100分”來評價這次任務。
這次有航天員參與的手動交會對接能否再創奇跡?
“手動交會對接對地面支持系統提出了更高要求。為了防止突發情況的出現,這次手動交會對接將安排在航天器飛越我國上空的白天時間進行。”載人航天工程測控通信系統總設計師錢衛平說。
“天宮”是否“宜居” 這次任務中,將有兩男一女三名航天員在天宮一號進行超過10天的駐留,人數之多、時間之長創造了我國載人航天工程實施以來的新紀錄,也對天宮一號是否“宜居”提出了挑戰。
中國航天員科研訓練中心主任陳善廣透露,為確保航天員能夠長時間執行任務,在航天員的衣、食、住、行等方面都進行了周到而細致的人性化安排。以吃為例,“廚房”里儲藏了至少80余種食品,航天員每天能吃到不同種類的飯菜。
“天鏈”能否暢通 載人交會對接,重點在安全,難點在測控。
在這次任務中,我國自主研制的“天鏈一號”01星、02星將首次正式投入使用 ,不僅將大大提高我國載人航天測控通信網的覆蓋率,而且標志著我國陸 、海、天基一體的航天測控網正式建成。
“70%的覆蓋率,意味著我們可以把所有的重要活動全部安排在這些弧段里完成,大大提高了對航天任務的支持能力。”錢衛平說,“這不僅可以更好地確保航天員的安全,而且可以使關心他們的人們能夠更多了解他們的實時狀態。”
能否安全著陸 “神女下凡”并不輕松,至少要闖過“燒蝕關”“黑障關”“過載關”和“沖擊關”這四道關口,才能安全著陸。
載人航天工程著陸場系統總設計師吳斌介紹,在整個航天飛行過程中,發射和返回過程對航天員和飛船的考驗最大,而返回階段尤為突出。在飛船再次進入大氣層時,返回艙和大氣的高速摩擦將使飛船變成一團火球,表面達到上千攝氏度的高溫,同時還會出現“黑障”現象,使飛船與地面失去無線電聯系。由于急劇減速,航天員將承受幾倍于地球引力的過載。即便經過降落傘和反推發動機的緩沖,返回艙著陸的速度也會達到每秒一到兩米。
“這些挑戰,正常人都難以承受,何況是在太空中執行了10多天高強度飛行任務的航天員。”吳斌說,為了確保航天員安全,著陸場系統在歷次成功經驗的基礎上,對快速定位、快速到達 、精心處置返回艙等環節進行了改進,增加了3架醫療救護直升機,并在搜救直升機上裝備了通信吊艙,確保圖像和語音的傳輸更加清晰。據新華社
今年年初決定神九載人 載人與無人的空間交會對接有什么不同?在中國載人航天工程戰略中,這一次飛行具有什么意義?神舟九號即將飛天之際,載人航天工程總設計師周建平對這次任務進行了全面解讀。
記者:在空間實施交會對接,手動控制與自動控制有什么區別?
周建平:打個比方,駕駛汽車需要靠人的視覺判斷與方向盤、油門、剎車的配合,系統配置相對簡單 ,不需要非常復雜的敏感器和軟件,就能夠處理各種預計到和沒有預計到的情況。自動系統不需要人的參與,在工業生產中使用自動系統往往能實現更高的精度,但是對設備可靠性要求也更高。
記者:全面掌握交會對接技術的意義在哪里?
周建平:從神舟一號到七號,我們實現了把人送入軌道并返回地面,但當時的神舟飛船還算不上是一種天地往返的運輸工具。從神舟八號起,飛船可以與在軌運行的航天器交會對接,可以稱為運輸工具了。這個過程的實現,將意味著我們具備向在軌運行航天器進行人員運送和物資補給的完整能力,這將是中國載人航天史上具有重大意義的一步。
記者:神舟八號發射時,神舟九號是否上人還沒有確定嗎?
周建平:是的。神舟八號任務成功后,我們對各系統的可靠性、安全性、質量、功能、性能進行了全面評估,今年年初決定神九載人 。執行神舟九號任務的航天員乘組由3人組成,他們在進行手控交會對接時以一人為主用控制手柄操控飛船平移和靠攏,另外兩人輔助其完成。他們都非常優秀,有能力完成這次任務。 據新華社 (來源:半島網-半島都市報) [編輯: 張珍珍]