７分鐘的完美對接，１６年的拼搏奮鬥
——“神舟八號”和“天宮一號”對接機構的研製故事

    新華社上海１１月３日電（記者 張建松）浩瀚蒼穹，璀璨群星，共同見證了“神舟八號”和“天宮一號”在太空的精彩對接。北京時間１１月３日１時２８分，“神舟八號”上的對接環觸到“天空一號”對接機構；１時３６分，兩個航天器成功對接。

    為了這７分多鐘的完美一瞬，上海航天技術研究院參與奮鬥了１６年之久。

    精密複雜的系統工程

    空間交會對接是載人航天最光輝的技術亮點。沒有兩個飛行器之間的對接，人類就無法長期在太空進行活動。

    １９９４年，我國開始啟動對接機構預研工作，決定瞄準國際先進水平，採用“導向板內翻式的異體同構周邊式構型”，以實現對接機構研製的跨越式發展。上海航天技術研究院研製隊伍從１９９５年開始對接技術原理研究。

    兩個航天器在繞地軌道上飛行速度達７．９公里／秒，進入行星軌道速度更高，在太空中處於失重、真空狀態，在高低溫的環境下，還有強烈的輻射和宇宙射線侵入。因此，要讓這兩個“龐然大物”在太空對接起來絕非易事，許多問題都是我國航天界以前從未遇到過的。

    研製團隊列出了對接機構四大關鍵技術：系統集成技術、動力學倣真技術、關鍵單機研製技術和地面試驗技術。遵循對接動力學研究、參數設計、動力學倣真、機構設計和試驗齊頭並進、不斷循環迭代的研究思路，貫徹系統工程研究思想進行産品研製。

    經過不懈努力、刻苦攻關，對接機構的第一台原理樣機于１９９９年成功問世。為了使樣機達到空間對接任務所要求的性能指標，必須對所有關鍵零部件的性能進行研究，這些零部件包括主驅動組合、差動組合、捕獲鎖、對接鎖、摩擦制動器、電磁阻尼器、彈簧機構、電連接機構、密封技術、潤滑技術等。針對關鍵部件，上海航天技術研究院８０５所牽頭匯集全國多家單位，逐個攻克技術難關，帶動了國內相關專業的自主創新及發展。

    安裝在“神舟八號”和“天宮一號”上的對接機構共有１１８個傳感器進行測量，５個控制器接髮指令，上千個齒輪軸承進行力和運動的傳遞，通過１８個電機和電磁拖動機構進行動作，由數以萬計的零件和緊固件組成。活動部件多，傳動鏈長，精度要求高，目前已成功申報了２０多項專利。

    自主創新的倣真先行

    為了確保兩個航天器在太空成功對接，在“上天”之前必須在地面上開展大量試驗。

    眾所週知，地面與太空的環境條件有著天壤之別。要在地面模擬太空對接過程，必須在地面模擬太空環境，模擬兩個飛行器對接的初始條件，同時實時檢測對接過程力和位姿的變化。

    上海航天技術研究院本著“倣真先行”思想，在樣機研製之前，首先完成了一整輪的對接過程動力學分析，用以指導産品設計。倣真與試驗在整個對接機構研製過程中，呈現“你中有我、我中有你”的循環迭代過程。

    對接機構地面試驗系統牽涉到複雜的地面模擬技術，其中許多方法需要創新思維巧妙構思，許多試驗設備只能自行研製、自主創新。由８０５所牽頭，匯集國內多家單位，成功研製開發了空間對接機構緩衝試驗臺、空間對接機構綜合試驗臺、空間對接機構整機特性測試臺、空間對接機構熱真空試驗臺４個大型試驗設備，一舉使我國太空對接的地面模擬技術躋身世界一流，創造了“外國有的我們有、外國沒有的我們也有”的試驗條件，使國外同行刮目相看。

    １６年的研製之路充滿著艱辛與坎坷。２００６年，方案樣機總裝完成，開始試驗驗證，但在試驗過程中卻出現了緩衝碰撞力超差和分離角速度超差問題，這兩項指標是對接任務中的重要性能指標。上海航天技術研究院領導對此高度重視，專門組織攻關隊伍進行專題攻關，運用倣真、理論計算、故障樹分析等手段確定了對碰撞力、分離角速度敏感的因素，進行了上千次的驗證試驗；採用創新思維，研製了不少輔助設備協助解決問題。經過近一年的努力，兩個技術指標超差問題終於得到解決，相關攻關成果還申請了專利。

    老中青結合的年輕團隊

    任何一次對高難技術的攻克過程也是一支研製隊伍的成長過程。

    上海航天技術研究院早期的對接機構預研小組只有６人，他們用生命中最寶貴的１０年，奠定了對接機構堅實基礎。隨著事業的召喚，一大批年輕人加入到對接機構的研製隊伍中來。如今，上海航天技術研究院執行首次交會對接任務的兩支試驗隊近２５０人，其中４０歲以下青年人有１６４人，佔到總人數的６６％，平均年齡３６．８４歲。

    歲月因平凡而偉大，事業因執著而非凡。將畢生精力都奉獻給航天事業的陶建中研究員退休後仍然奮戰在對接機構研製一線，帶領空間對接機構綜合試驗臺研製團隊的年輕人，克服技術要求高、研製週期緊、關緊技術多等重重困難，在兩年半時間內，攻克了運動模擬器、大回路控制系統等技術難關，順利完成了綜合臺研製並交付使用，為對接機構突破捕獲緩衝關鍵技術作出了重要貢獻。

    對接機構分系統主任設計師柏合民博士作為引進的高學歷人才，帶領對接機構設計師隊伍，用了一年多時間，開展了三輪對接機構分離角速度技術攻關，進行了幾百次試驗，吃透技術、摸清規律，終於實現對接機構連接分離關鍵技術高指標的要求。

    “我國首次太空交會對接任務的圓滿完成，將永遠載入世界載人航天史冊。”上海航天技術研究院試驗隊隊長駱劍説，“１６年的研製歲月，我們與對接機構一起度過了無數個不眠之夜，在戰勝無數個困難和挫折的過程中，我們和對接機構一起成長、一起成熟，我們已經成為朋友、成為兄弟、成為心心相印的親人，我們祝福它的太空之旅一帆風順！”