“神八”如何追夢“天宮哥”

“天宮哥”第一次“天地對話”

2011年11月18日14時30分至16時30分，“天宮一號”通過在騰訊的獨家官方微博，與“太空粉絲”開展了一場命名為“天地對話”的微訪談活動。在“天宮一號”與“神舟八號”飛船成功經過了兩次對接分離，而后“神八飛船”又于17日晚成功回收之際，這次前所未有的微訪談，被視為慶祝中國載人航天首次空間交會對接圓滿成功的重要活動。

中國載人航天工程辦公室副主任、中國首飛航天員楊利偉曾談到，開設“天宮一號”科普微博的目的，就在于搭建一個宣傳載人航天工程的公眾通道，讓航天知識普及千家萬戶。作為我國首個由中國載人航天工程辦公室獨家授權的官方科普微博，從9月21號正式入駐騰訊微博至今，“天宮一號”微博兩個月的時間里，已經迅速吸引了超過129萬“天宮粉絲”，其發出的百余條微博中展示出生動俏皮的個性，被“天粉”們親昵地稱為“天宮哥”。

“天粉”們的問題多是關注此次“天宮一號”升空與“神八”完成兩次對接的過程，同時也有很多有趣的問題，不時讓人忍俊不禁。有的問道：“天宮一號”你好，我是一名高三學生，看到祖國的航天事業蒸蒸日上，真的很高興!想問你：太空站建成后，可以容納幾名航天員工作?航天員又是怎樣來往天地之間的呢?”

“天宮一號”回復道：“我國將于2020年前后建成載人空間站，按照60噸級的規模設計建造。屆時，航天員將乘坐“神舟”系列飛船往返于天地之間。此外，還有專門的貨運飛船完成貨物補給。到那時，希望你和你的同學們能夠加入到這項偉大的事業中來!”

還有的提問則是對“天宮一號”的未來充滿了期待：“在‘神九’去找你之前，這么長時間，你還有什么特別的任務?…天宮一號”回答：“在‘神九’到來之前，主要是開展空間科學和航天醫學實驗，以及空間站技術驗證試驗，還挺忙的!”

在此之前，“天宮一號”官方微博還開創性地全程直播“天宮一號”在發射籌備、升空運行和空中交會對接的具體情況，發出了我國載人航天第一條“太空微博”。與“神舟八號”飛船對接的歷史時刻，“天宮哥”甚至在微博上驚嘆：“終于看清楚了!‘神舟八號’已出現相距30米的后方。可把你盼來了，真是激動啊!共同努力吧!”

“神八”如何追夢“天宮哥”

實現飛船與飛船、飛船與空間站、航天飛機與空間站之間的交會對接，是一個非常復雜和充滿浪漫色彩的太空景觀。蘇聯和美國都是經過了大量的試驗才掌握了交會對接技術的。

交會對接一般是發射一個航天器，與已經在軌道上等待的另一個航天器或空間站交會對接。兩個航天器在太空交會對接飛行有明確的分工，一個是被動的，基本不作機動飛行，稱為目標飛行器，比如“天宮一號”；另一個是主動的，要不斷調整飛行軌道，主動接近目標飛行器，稱為追蹤飛行器，比如“神舟八號”載人飛船。

要實現兩個航天器在幾百千米的太空軌道上交會，首先對追蹤飛行器的發射時間提出了嚴格苛刻的要求。為什么呢?

這是因為一個航天器或空間站已經在太空運行，它有固定的軌道和軌道周期，在它圍繞地球運行的同時，地球也在不停地轉動，而要與它交會的追蹤飛行器是從地球上發射的，當它豎立在發射架上的時候，就與地球一起轉動。發射后，它要追趕在軌道上運行的航天器或空間站，那么，什么時候發射?發射后要按照什么軌道飛行，它們才能在規定的時間地點會合?這就不是隨意的了。它需要周密精確地計算。因此，什么時間發射飛船就有了嚴格的限制，發射后它們之間的位置關系或稱相位關系就確定了。比如必須從上午11點29分到12點30分這一段時間內發射，才能保證追蹤飛行器到規定的空間位置剛好目標飛行器或空間站也飛到這一位置，這之間只有5分鐘的時間間隔。這個允許的發射時間間隔還有一個名字，科學家稱為“發射窗口”。只有在這個窗口內發射，追蹤飛行器才能與目標飛行器或空間站會合。這個窗口的大小，不同的航天器、不同的發射位置是不同的，但都是非常嚴格的。可能有人問，如果飛船的發射沒準備好，錯過了這個時間怎么辦?那就對不起，再等下一撥吧，只有在目標飛行器或空間站下一次再飛到同一個位置時再發射飛船。

概括起來說，交會對接過程可以分為地面導引、自動尋的、接近停靠、對接合攏幾個階段。

地面導引階段。追蹤飛行器在地面控制中心的控制下，經過若干次變軌機動，進入到追蹤飛行器上的敏感器能捕獲到目標飛行器的范圍，這個范圍一般為15～100千米。

自動尋的階段。追蹤飛行器根據自身攜帶的微波和激光敏感器測得的與目標飛行器的相對運動參數，自動引導追蹤飛行器到目標飛行器附近的初始瞄準點，這個瞄準點一般距目標飛行器0.5～1千米。

接近停靠階段。追蹤飛行器首先要捕獲目標飛行器的對接軸，當對接軸線不沿軌道飛行方向時，要求追蹤飛行器在軌道平面外進行繞飛機動，以進入對接走廊。此時兩個飛行器之間的距離約100米，相對速度約1～3米/秒。追蹤飛行器利用由攝像敏感器和接近敏感器組成的測量系統，精確測量兩個飛行器之間的距離、相對速度和姿態，同時啟動小發動機進行機動，使之沿對接走廊向目標最后逼近。

對接合攏階段。追蹤飛行器關閉發動機，以0.15～0.18米/秒的停靠速度與目標相撞，最后利用對接裝置使兩個航天器在結構上緊緊連在一起，完成信息傳輸總線、電源線和流體管線的連接。這個時候，兩個飛行器組成一個組合體聯合飛行，再進行對接面的各項檢查，特別是密封情況的檢查。確認密封沒有問題后，交會對接過程就完成了。此時，航天員就可以打開艙門，進入主航天器里面，進行換班交接和貨物的轉運。

飛船和目標飛行器(主航天器)完成組合體飛行期間的各項任務后，就要分離返回。現在，讓我們再來看看它們是怎樣分離。

當組合體聯合飛行，完成預定的各項任務后，追蹤航天器就要與目標飛行器分離。分離后，目標飛行器繼續在軌道上飛行，追蹤航天器如果需要返回地面，將按預定的程序進入返回軌道返回，不回收的飛船將進入大氣層燒毀。

組合體分離的第一道程序是關閉艙門，斷絕返回航天器與主航天器之間的艙內空氣聯系，并保證分離后主航天器對接口和返回航天器艙門的密封性，使艙內的氣體不至發生泄漏，保持完全密封的環境。

在檢查密封性，確認完全滿足要求后，開始對接機構的解鎖程序，使返回航天器與主航天器之間的連接鎖定機構脫離，實現兩個航天器之間的機械連接完全解脫。