神舟九号航天员乘组景海鹏(中)、刘旺(左)、刘洋(右)在模拟返回舱进行上升段操作训练。 新华社发
神舟九号飞船将于16日发射,与天宫一号目标飞行器进行手动交会对接。载人航天工程总设计师周建平说,神舟九号将全面验证交会对接技术,并进一步验证飞船作为天地往返运输工具的功能。这将是继去年11月无人乘坐的神舟八号飞船与天宫一号进行自动交会对接后,中国首次实施由航天员来完成的手动空间交会对接任务,这将为中国2020年前后建立空间站奠定重要基础。
航天员由“乘客”变成“司机” “这是一种新的技术能力,能够丰富交会对接的手段,从而进一步保证今后任务的成功。”周建平在接受记者专访时说。
周建平说,执行神舟九号任务的三名航天员中,一人用控制手柄操控飞船平移和靠拢,另外两人辅助其完成。
“从角色上说,航天员由‘乘客’变成‘司机’。”飞船系统总指挥何宇说。
美国海军军事学院中国太空计划专家琼·约翰逊·弗里泽对新华社记者说,中国已在神舟八号的无人飞行中展示了自动对接技术,手动对接只是更进一步的验证。
中国航天员科研训练中心主任陈善广说,目前来看,人控操作所有的指标都优于自动控制。人的综合和协调处理能力,远远优于机器。
“在处置意外状况的时候,人脑比电脑更可靠。”专家说。
在此之前,曾实施载人航天任务的神舟七号飞船主要任务是突破出舱活动。而神舟九号不仅要为天上的目标飞行器送人送货,还要将天宫一号上的部分物品带回来,是第一次全面实现天地往返运输。
“神舟七号航天员还是在‘坐飞船’,从发射到返回都采用自动控制,不需要人手动干预。而神舟九号进行人控交会对接,对航天员来说就已经是在‘开飞船’了。航天员要掌握飞船姿态和轨道的控制权,就如同我们开车,既要控制方向,又要控制速度。”专家说。
“百米穿针”,实现手控交会对接 “有点像航空中的加油机加油,要求非常高。”中国航天员科研训练中心副主任白延强说,手控交会对接还被比作“百米穿针”。
加拿大空间专家埃里克·希德豪斯说,手控对接的主要挑战体现在用于对接的光学传感器,以及飞船与天宫分离控制时的手控操作,作用力的不平衡会造成飞船姿态的大幅波动。
“人工控制是自动控制的冗余措施,有人参与的交会对接更保险。”陈善广说,但这也对航天员提出了新的挑战。
他说,航天员操作的习惯、策略、精度和准度要求非常高,要控制燃料消耗。从世界来看,俄罗斯训练航天员手动对接,地面上的单项训练达900到1000次。中国航天员目前训练1000次以上,“让操作变成习惯”。
飞船成天地往返运输工具 英国皇家航空学会空间团体主席帕特·诺里斯说,中国采取了“谨慎”航天发展路线,即在自动飞行中验证新空间技术,然后用于载人飞行。
周建平说,神舟一号到神舟七号实现了把人送入轨道并返回地面,但当时的神舟飞船还算不上是“天地往返的运输工具”。从神舟八号起,飞船可与在轨运行的航天器交会对接,可称之为运输工具。而神舟九号将进一步验证飞船作为天地往返运输工具的功能,能够通过不同的交会对接方式把人送进空间站或空间实验室并返回地面。
周建平表示,这个过程的实现将意味着中国具备向在轨运行航天器进行人员运送和物资补给的完整能力。这将是中国载人航天史上具有重大意义的一步。
宜居飞船,实现天地双向可视通话 在本次任务中,女航天员首次上天引发公众极大关注。专家说,针对女航天员,神舟九号飞船团队开展了专项设计和专项试验,反复核算,专项验证、评审。而飞船作出的一些适应性修改,比如坐椅、航天服等,都根据女航天员的实际情况进行了调整,并确保质量,为飞天“神女”创造了非常好的生活条件。
此外,天宫一号的设计也非常人性化。何宇介绍,天宫一号目标飞行器有效活动空间15立方米,包括两个睡眠区、一个仪表显示区、一个空间科学实验区、一个在轨锻炼区。其中两个睡眠区均采取私密性设计,彼此之间可以拉上帘子隔挡。睡眠区安放的睡袋也已经固定好,被褥则由航天员自备自换。航天员有舱内航天服、工作服多种衣服,可以根据不同工作生活状态更换衣服。“如果神舟飞船是一室一厅,那天宫一号就是别墅。”我国首位航天员杨利伟看过天宫一号后不禁感叹。
此外,每个卧室也都装有电话,便于航天员们互相联系,宜居性很强。通过仪表显示区,航天员可以实现与地面之间的天地双向可视通话,首次实现跟地面的视频联系。据新华社
五大关节点将接受考验 首次在夏季发射,首次搭乘女航天员飞天,首次实现手动交会对接,航天员首次进入天宫一号驻留……承载着我国载人航天工程多项“首次”使命的神舟九号与天宫一号交会对接任务实施在即。航天专家在接受采访时表示,载人航天是一项高风险的事业,这次任务至少要在五大关节点上接受考验。
天公能否作美 选择6月份发射,在我国载人航天历次发射中尚属首次。“我们从神舟一号以来完成的历次发射都选择在春、秋、冬季,唯独没有在夏季。”酒泉卫星发射中心主任崔吉俊说,高温和雷电是夏季发射面临的最大挑战。
酒泉卫星发射中心试验技术部气象室主任李兴东解释说,雷电天气虽然发生频率不高,但可能造成灾难性后果。为此,近30名预报员正在全力以赴对神九发射窗口天气情况进行准确预报。“如果天公作美,我们对第一个发射窗口实施发射抱有信心。”崔吉俊说。
能否再创奇迹 在神舟八号与天宫一号的首次交会对接中 ,仅用了8分钟就完成原定15分钟的任务,而且对接的精度、飞行器的姿态控制等指标大大高于预定目标。我国载人航天工程首任总设计师王永志用“奇迹”“100分”来评价这次任务。
这次有航天员参与的手动交会对接能否再创奇迹?
“手动交会对接对地面支持系统提出了更高要求。为了防止突发情况的出现,这次手动交会对接将安排在航天器飞越我国上空的白天时间进行。”载人航天工程测控通信系统总设计师钱卫平说。
“天宫”是否“宜居” 这次任务中,将有两男一女三名航天员在天宫一号进行超过10天的驻留,人数之多、时间之长创造了我国载人航天工程实施以来的新纪录,也对天宫一号是否“宜居”提出了挑战。
中国航天员科研训练中心主任陈善广透露,为确保航天员能够长时间执行任务,在航天员的衣、食、住、行等方面都进行了周到而细致的人性化安排。以吃为例,“厨房”里储藏了至少80余种食品,航天员每天能吃到不同种类的饭菜。
“天链”能否畅通 载人交会对接,重点在安全,难点在测控。
在这次任务中,我国自主研制的“天链一号”01星、02星将首次正式投入使用 ,不仅将大大提高我国载人航天测控通信网的覆盖率,而且标志着我国陆 、海、天基一体的航天测控网正式建成。
“70%的覆盖率,意味着我们可以把所有的重要活动全部安排在这些弧段里完成,大大提高了对航天任务的支持能力。”钱卫平说,“这不仅可以更好地确保航天员的安全,而且可以使关心他们的人们能够更多了解他们的实时状态。”
能否安全着陆 “神女下凡”并不轻松,至少要闯过“烧蚀关”“黑障关”“过载关”和“冲击关”这四道关口,才能安全着陆。
载人航天工程着陆场系统总设计师吴斌介绍,在整个航天飞行过程中,发射和返回过程对航天员和飞船的考验最大,而返回阶段尤为突出。在飞船再次进入大气层时,返回舱和大气的高速摩擦将使飞船变成一团火球,表面达到上千摄氏度的高温,同时还会出现“黑障”现象,使飞船与地面失去无线电联系。由于急剧减速,航天员将承受几倍于地球引力的过载。即便经过降落伞和反推发动机的缓冲,返回舱着陆的速度也会达到每秒一到两米。
“这些挑战,正常人都难以承受,何况是在太空中执行了10多天高强度飞行任务的航天员。”吴斌说,为了确保航天员安全,着陆场系统在历次成功经验的基础上,对快速定位、快速到达 、精心处置返回舱等环节进行了改进,增加了3架医疗救护直升机,并在搜救直升机上装备了通信吊舱,确保图像和语音的传输更加清晰。据新华社
今年年初决定神九载人 载人与无人的空间交会对接有什么不同?在中国载人航天工程战略中,这一次飞行具有什么意义?神舟九号即将飞天之际,载人航天工程总设计师周建平对这次任务进行了全面解读。
记者:在空间实施交会对接,手动控制与自动控制有什么区别?
周建平:打个比方,驾驶汽车需要靠人的视觉判断与方向盘、油门、刹车的配合,系统配置相对简单 ,不需要非常复杂的敏感器和软件,就能够处理各种预计到和没有预计到的情况。自动系统不需要人的参与,在工业生产中使用自动系统往往能实现更高的精度,但是对设备可靠性要求也更高。
记者:全面掌握交会对接技术的意义在哪里?
周建平:从神舟一号到七号,我们实现了把人送入轨道并返回地面,但当时的神舟飞船还算不上是一种天地往返的运输工具。从神舟八号起,飞船可以与在轨运行的航天器交会对接,可以称为运输工具了。这个过程的实现,将意味着我们具备向在轨运行航天器进行人员运送和物资补给的完整能力,这将是中国载人航天史上具有重大意义的一步。
记者:神舟八号发射时,神舟九号是否上人还没有确定吗?
周建平:是的。神舟八号任务成功后,我们对各系统的可靠性、安全性、质量、功能、性能进行了全面评估,今年年初决定神九载人 。执行神舟九号任务的航天员乘组由3人组成,他们在进行手控交会对接时以一人为主用控制手柄操控飞船平移和靠拢,另外两人辅助其完成。他们都非常优秀,有能力完成这次任务。 据新华社 (来源:半岛网-半岛都市报) [编辑: 张珍珍]