完美的太空對接

北京時間2012年6月24日12時55分，在航天員的精準操控下，“神舟九號”飛船成功實現與天宮一號目標飛行器交會對接，我國首次航天員手控交會對接取得圓滿成功。在這之前，“神舟九號”飛船與天宮一號目標飛行器已經實現了自動對接。既然如此，為什么還要進行手控對接呢?

載人航天工程總設計師周建平說，從世界載人航天的發展來看，交會對接應該涵蓋自動和人工兩個方面，二者互為備份，缺一不可。只有自動和人工技術都得到驗證，才是實現了完整的交會對接。

從世界范圍看，世界各國交會對接情況各有千秋。美國航天飛機的交會對接主要是手控，自動是備份。而俄羅斯飛船的交會對接則以自動為主，手控作為備份。

人的靈活反應和主觀能動性，也給太空中的復雜動作增加了安全系數。自動對接是一種程序控制，響應迅速、控制精準，但是，一旦出現策略方案外的情況，自動系統就顯得“無能為力”。在處置意外狀況的時候，人腦比電腦更可靠。

那么，如何確保手控對接成功呢?

茫茫太空中，“神舟九號”航天員根據屏幕上的十字刻度來對準目標，通過操作控制手柄來及時調整飛船位置。可是一旦出現偏差，怎么辦?這就要用到中國航天科技集團公司九院13所研制生產的手控光纖慣組。這個裝置是安裝在航天員座椅下的一個既小巧玲瓏又十分精致的黑盒子，它可以穩定飛船位置和姿態，幫助航天員完成手控交會對接。

為使手控交會對接萬無一失，航天員在地面進行了上千次的訓練。“手控交會對接的精度甚至比工程給定值還要精確。”航天員選拔訓練研究室主任吳斌說，“負責交會對接任務的劉旺，訓練已經達到1500次。在儀表沒有數據的情況下，他僅靠光學顯示就能夠操作。”

手控交會對接有四大難點：

一、像在太空打“移動靶”。

遠距離導引到交會對接是第一步，“神舟九號”需要從數千千米外的地方被導引至距“天宮一號”后下方52千米處的交會對接入口。而兩個航天器均以每秒7.8千米高速飛行，要準確控制兩個高速動態飛行器的相對位置和相對高度，好比在太空中打兩個“移動靶”。

二、誤差控制在十多厘米內。

從相距52千米處，“神舟九號”開始利用飛行器上微波雷達、激光雷達等測量設備，獲得和“天宮一號”的相對距離和相對姿態等信息，根據預先設計好的程序計算出飛船繼續前進的軌跡和速度，逐漸逼近“天宮一號”。

要使“神舟九號”和“天宮一號”對接機構能夠順利捕獲，誤差必須保持在十幾厘米范圍內。這種導航精度，對飛行的安全性、天地協同的時效性，都提出了極其苛刻的要求。

三、保證對接不發生碰撞最難。

如何使對接時不發生碰撞，對接后能夠保持完全密封，以及使“天宮一號”和“神舟九號”真正合二為一，都要依賴對接機構的精確動作，這些都是最難之處。

四、分離也是最大的考驗。

兩個航天器能否分離成功，是交會對接任務完整過程的最后一步，也意味著未來航天員能否順利從空間實驗室或者空間站撤離。

要實現兩個組合在一起的飛行器順利分開，又保證兩個飛行器一切正常，“神舟九號”恢復自主飛行功能，也是最大的考驗。