８位總設計師解讀交會對接創新亮點 

    新華社１０月３１日電(新華社“新華視點”記者)“飛船的每次發射，看似一樣，實際上絕非簡單重復。”酒泉衛星發射中心主任崔吉俊接受新華社記者採訪時説。

    神舟八號飛船發射前夕，載人航天工程各大系統的總設計師向新華社記者詳細解讀了各大系統在此次任務中最值得“説道”的創新亮點。

    發射場系統：流程再造應對高密度發射

    記者李宣良酒泉衛星發射中心報道：２０１０年發射１５枚火箭、２０顆衛星，２０１１年發射２０枚火箭、２５顆衛星……中國的航天已進入高密度發射時期。

    “在高密度發射期，發射場成了稀缺資源。”載人航天工程發射場系統總指揮、酒泉衛星發射中心主任崔吉俊説，“我們通過流程再造和信息化改造，大大提升了發射場的發射能力。”

    在這次神舟八號發射任務中，發射場系統新建了加注扣罩廠房，優化了船箭聯合體的測試流程，使得整流罩扣罩程序由兩次扣罩簡化為一次扣罩，不僅縮短了發射準備時間，還提升了安全性。此外，發射場系統還進行了信息化升級，對地面設施設備加強了在線監測工作。檢測參數比以前多了２０％，從而對設施設備狀態的判斷也更加有效。

    流程再造，效益明顯。以前發射長征二號Ｆ要準備６０天，現在只要４０天左右。

    火箭系統：１９０多項改進鑄就“最精準”

    記者李惠子酒泉衛星發射中心報道：“這次發射，不僅發射窗口是‘零窗口’，入軌精度上還要做到‘零誤差’。”載人航天工程運載火箭系統總設計師荊木春説，為此執行發射任務的長征二號Ｆ遙八火箭在長征二號Ｆ火箭的基礎上進行了１９０多項改進，“可以説是一枚新研製的火箭”。

    荊木春介紹，針對這次任務的特點，運載火箭的操作程序、制導方式、技術狀態等方面，都進行了週密的準備。

    在操作程序方面，將整流罩的扣罩方式由以前的兩次扣罩簡化為一次扣罩，既提高了速度又增加了安全性。在制導方式方面，採用了迭代制導的方式，可以使精度提高兩到三倍。

    “迭代制導是一種比以前的固定攝動制導更為先進的制導方式，在火箭沿著軌道飛向預定目標的時候，通過實時的迭代計算的方式來不斷修正軌道，不斷逼近目標。”荊木春説，“可以預料，長征二號Ｆ遙八火箭將是我們迄今為止打得最準的火箭。”

    飛船系統：具備自動和手動對接功能

    記者徐壯志北京飛控中心報道：雖然從外表看，神舟八號飛船和以前的飛船除了頂端的對接機構外，差別不是很大。但實際上，經過改進的神舟八號有了脫胎換骨般的變化。

    載人航天工程飛船系統總設計師張柏楠介紹，全船６００多臺套設備中，一半以上發生了技術狀態變化。其中，新研設備約佔１５％，改進設備約佔４０％。

    這些改進主要集中在兩個方面：一是具備了自動和手動交會對接功能，新增和改進了許多關鍵性的設備，包括異體同構周邊式對接機構、多種交會對接測量設備，增加配置了反推發動機和平移發動機，改進研製了航天員手動控制設備；二是提高了飛船的性能及安全性、可靠性，對部分系統進行了改進。飛船在前期可獨立飛行５－７天的基礎上，具有了與目標飛行器對接後停靠１８０天的能力；太陽帆板發電能力比一期飛船增加了５０％；改進了降落傘和著陸緩衝系統，提高了安全性和可靠性。

    “隨著技術狀態的逐步穩定，後續任務中神舟飛船將開始組批生産。”張柏楠説。

    空間實驗室系統：從溫飽到小康

    記者孫彥新北京飛控中心報道：天宮一號目標飛行器，就是一個小型的長期在軌運行的軌道站或是空間實驗室。

    雖然中國載人航天工程總設計師周建平用“麻雀雖小，五臟俱全”來形容天宮一號，但實際上，天宮一號實驗艙的空間比神舟飛船要大許多，達到了１５立方米。作為中國目前研製的最大的載人航天器，天宮一號為航天員提供了更為寬敞的工作生活空間。

    天宮一號除了完成交會對接以外，它還可以提供人的訪問、工作、生活的支持能力。“如果説神舟飛船裏面的空間是溫飽水平的話，那麼天宮一號裏面的空間就達到了小康水平。”空間實驗室系統副總設計師白明生説。

    “載人航天的理念就是以人為本，天宮一號的每一處設計，都考慮到航天員的需求。”白明生介紹，天宮一號採取了多項人性化設計，為航天員提供舒適的載人環境。實驗艙內的照明、睡眠區、空氣成分都有良好的控制。艙內設立了兩個相對獨立的睡眠區，拉上簾後，兩個區域相對封閉，為航天員提供了隱私環境。航天員可以在裏面睡覺，也可以看書聽音樂。

    航天員系統：交會對接任務訓練緊鑼密鼓

    記者白瑞雪酒泉衛星發射中心報道：雖然神舟八號飛船不載人，但如果進展順利，最快在２０１２年上半年發射的神舟九號飛船上就將出現中國航天員的身影。

    航天員系統總指揮兼總設計師、航天員科研訓練中心主任陳善廣説，中國航天員正在接受交會對接任務訓練，第一批航天員仍將是這一階段交會對接任務的主力，兩名女航天員也通過了飛行乘組的初步選拔。

    “男女有很多共性，也存在大量差異。要驗證人類是否真正能夠在太空生存，必須對男女航天員都進行考察。”陳善廣表示，中國之所以選拔和培訓女航天員，是因為沒有女性參與的太空活動是不完整的。

    陳善廣説，手動交會對接技術是航天員訓練的重點。在人工交會對接中，航天員要根據電視圖像、位置距離速度等信息來判定兩個航天器的姿態並在規定時間內完成對接任務，對航天員眼手協調性、操作精細性和心理素質要求特別高。因此，要對航天員進行反復的嚴格的訓練，一般要經過數百次到上千次的訓練才能滿足要求。

    空間應用系統：邁開國際合作的歷史性一步

    記者王經國酒泉衛星發射中心報道：造船為建站，建站為應用。在載人航天的發展規劃中，空間應用是最為重要的目標之一，而神舟八號邁開了中國載人航天工程空間應用國際合作的第一步。

    空間應用系統總設計師趙光恒介紹，中德合作開展的１７項空間生命科學實驗中，中方承擔１０項、德方承擔６項、雙方合作１項，內容涵蓋了基礎生物學、空間生物技術、先進生命支持系統中的基礎生物學以及空間輻射生物學等４個領域。“這些都是國際前沿的生命科學實驗項目，對於推進微重力科學、空間生命科學領域的研究和技術發展具有重要意義。”

    雖然我國要在２０２０年前後才建成長期在軌的空間站，但空間應用系統從２００６年開始，就已經全面策劃、研究利用載人空間站進行大規模的空間應用問題。

    “這將是一個開放的合作平臺，全世界的科學家都有機會利用中國空間資源，開展對全人類具有重要意義的科學研究。”趙光恒説，“從中獲益的，將是全世界。”

    測控通信系統：覆蓋率由１７％提升到６９％

    記者田兆運酒泉衛星發射中心報道：交會對接，難在測控。神舟八號和天宮一號實施的是自動對接，其全部動作主要依靠測控通信系統來實施與完成。

    由於有中繼衛星的“保駕護航”，載人航天工程測控通信系統總設計師錢衛平顯得信心十足：“中繼衛星系統的加入，使得我國載人航天測控通信網的覆蓋率由１７％提升到６９％，將為交會對接任務提供有力支持。”

    這是我國首次在航天測控網中全面使用中繼衛星。航天器太空運行數據“中轉站”是中繼衛星，可為中、低軌資源衛星提供數據中繼服務，從而極大提高各類衛星使用效益和應急能力。“中繼衛星的使用，標誌著我國正式建成了陸海空天一體化的航天測控網。”錢衛平説。

    錢衛平説，針對飛控實施時間緊的要求，測控通信系統還對飛控流程進行了優化和細化，為飛控中心專門研製了注入數據快速驗證會簽系統，這使飛控實施效率獲得了大幅提升。

    著陸場系統：主著陸場區的範圍增加７６％

    記者黎雲酒泉衛星發射中心報道：著陸場系統是載人航天工程的最後一環。只有飛船平安返回了，任務才能算是圓滿結束。

    載人航天工程著陸場系統總設計師吳斌説，為適應空間交會對接的軌道情況，主著陸場區的範圍增加了７６％，而運行段應急著陸區也增加了數目。此外，這次任務對搜索回收時間要求也更為嚴格，返回艙正常返回著陸情況下，搜索回收要在兩個半小時之內完成；彈道式返回到主著陸場擴大區時，必須在１２個小時之內完成搜索回收任務。

    “著陸場區範圍的擴大，對我們的快速反應能力提出了更高要求。”吳斌説，著陸場新增了１架通信直升機，新研製了直升機載中繼衛星通信終端，開通了與北京飛行控制中心的寬帶通信電路，攻克了一系列關鍵技術，保證返回艙搜索與救援全過程著陸場指揮所與北京中心之間調度、電話和圖像等通信方式連續不間斷。

    “我們最終的目標就是能夠既安全又快捷地搜索到返回艙，圓滿完成飛船返回艙的搜索、有效載荷的轉運工作。”吳斌説。

 交會對接全解讀

    新華社北京１０月３１日電(新華社記者趙薇)

    什麼是交會對接？

    空間的兩個航天器在同一時刻以同樣的速度到達同一個地點的軌道控制過程及結果稱作“軌道交會”。在空間將兩個航天器對接起來形成一個航天器的事件稱作“空間對接”。所謂“空間交會對接”是軌道交會和空間對接的總稱。

    空間交會對接技術是建立空間站最基本最關鍵的技術，它與載人天地往返、出艙活動並稱載人航天的三大基本技術。

    載人航天某型號副總設計師徐小平：這就如同一艘船要駛向遠處的一個孤島，是一個尋覓靠近的過程。但這次是一個飛行器在軌高速運行，另一個飛行器對軌發射，高速運轉帶來很大的難題。

    交會對接是怎樣完成的？

    空間交會對接涉及兩個飛行器，一個是目標飛行器，一個是追蹤飛行器。

    空間交會與對接過程一般是由地面發射追蹤飛行器，由地面控制，使它按比目標飛行器稍微低一點的圓軌道運行；接著，通過變軌，使其進入與目標航天器高度基本一致的軌道，並與目標航天器建立通信關係；追蹤飛行器調整自己與目標飛行器的相對距離和姿態，向目標飛行器靠近；最後當兩個飛行器的距離為零時，完成對接合攏操作，結束對接過程。

    北京飛控中心副總工程師李劍：變軌是為後續交會對接奠定基礎。近地飛行器發射後，受高層大氣阻力的影響，其軌道高度會逐漸降低。通過軌道抬升使其達到最適合對接的角度，儘量減少發動機開機，節省燃料。

    交會對接有多難？

    兩個重量極大的飛行器，在茫茫太空中以比子彈還快數倍的速度飛行，要完成無縫對接，難度好比百米之外“穿針引線”。交會過程中，如果軌道測量或計算稍有偏差，就可能失之毫釐，差之千里。

    交會，是讓兩個航天器在預定的時間同時到達一個指定的地點聚集。對接的技術相對來説更為複雜，要準確地調整高度、位置、相對速度以及兩個航天器的姿態，靠近時相對速度極慢，速度快了就會産生碰撞。還要使兩個航天器軸線基本上在一條直線上，如果軸線相差很大，也沒法完成對接。

    兩個航天器的軸線要求基本在一條直線上，要知道兩個航天器都距離地面３００多公里，以極高的速度運行，基本上是第一宇宙速度（７．９公里／秒），要實現這個控制精度非常難，這對導航定位系統和對接機械都是嚴峻的考驗。

    載人航天工程總設計師周建平：交會對接技術是舉世公認的航天技術難題，在國外航天器空間交會對接過程中，曾多次出現故障或失敗。這次交會對接任務中，我國科研人員在飛行産品研製過程中，始終堅持“質量第一、安全至上”的原則。

    還有哪些國家進行了交會對接？

    目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的交會對接技術。如果我國突破了交會對接技術，則將成為世界上第三個完全掌握交會對接技術的國家。

    俄羅斯是世界上進行航天器空間交會對接最多的國家，１９７１年４月６日成功發射第一個空間站——禮炮－１號，到在軌運行達１５年的和平號空間站，歷時２３年，共發射三代空間站。期間共進行近百次的交會對接，成功率超過９０％，約有８次失敗，且主要發生在初期。

    美國在載人航天計劃中不斷研究、發展、改進和完善了交會對接技術。在阿波羅登月計劃中，為了發展和驗證交會對接等關鍵技術，美國研製併發射了雙子星座號系列飛船。１９９５—１９９８年，美國的航天飛機還成功地完成與和平號空間站的９次交會對接。

    載人飛船系統總設計師張柏楠：早期美國和蘇聯冷戰太空競賽，急於儘快驗證技術，最大特點是要求快。尤其美國在載人航天發展過程中一直在反復搖擺，政策不穩定，因而空間站建設也不是特別成熟。

    而中國的最大特色也是老一輩人留下的經驗：目標明確、路徑堅定。正是本著這樣的原則，我們才能實現只經過９次發射就到了空間實驗室的階段的快速發展。

    交會對接有何意義？

    空間交會對接技術的作用主要體現在三個方面。一是為長期運行的空間設施提供物資補給和人員運輸服務。二是為大型空間設施的建造和運行服務。三是進行空間飛行器重構以實現系統優化。

    交會對接技術的另一個重大潛在應用領域是載人登月和深空探測任務。這些任務所需運載能力巨大，通過多次發射和交會對接技術在近地軌道完成軌道轉移飛行器的組裝，是降低對單發運載火箭能力需求的有效途徑。

    周建平：我國進行首次交會對接，一方面要確保通過這幾次飛行試驗，徹底掌握交會對接技術，另一方面要通過實現交會對接的過程，為今後空間站的研製打下堅實基礎。