神八天宫12天后再次交会对接将在阳光下进行2011年11月03日08:00京华时报商西“交会对接过程就像一对情侣在谈恋爱，神八是主动追求的一方，在后面穷追不舍；天宫一号也很想与神八接近，于是就早早转身等待，却又故作矜持地慢慢向后退，最终他俩将零距离地相拥到一起”，“天宫一号”副总设计师白明生说，从神八自主控制，到与天宫的对接机构接触，再到两者连为一体，严丝合缝，全程约160分钟，每分每秒，都惊心动魄。那么如何交会，如何对接，难在哪里？“天宫一号”和“神舟八号”总设计师张柏楠，解读了整个过程的“五道关卡”。正负误差不超1秒神八与天宫交会对接从神八发射起就必须精打细算。神八发射时间正负误差不超1秒，一旦超过1秒误差，就将导致神八与天宫的轨道面极大偏差。轻则将消耗大量燃料，降低航天器寿命，重则因燃料不足而无法交会。1968年前苏联的一次交会对接，燃料就在两个飞行器相距仅30厘米时耗尽，以失败告终。因此，神八发射前4小时，综合考量发射场风速、火箭起飞重量等数据，最终点火时刻锁定11月1日5时58分07秒。前15分钟，根据天文台授时的自动点火系统，神八准时点火，分秒不差起飞同时，托举它的长征二号F遥八火箭，在飞行时不断修正轨道，创下入轨精度的最新纪录。两天追上1万公里如果相距遥远，需加大速度追赶，然而在太空中，飞船追赶天宫的最优方案，不是加速，却是不断减速。这是因为，在轨道周期不变的情况下，轨道越低，飞行器飞得越快。正是基于这样的物理原理，神八入轨时位于天宫下方，距地面330公里的椭圆轨道，然后一边抬升，一边降速。在进入轨道那一刻，神八与天宫相距约1万公里，且不在同一轨道平面。怎么才能在短短两天内追上天宫？这就需要严密的计算和超一流的飞控能力。为此作为“指挥中枢”的北京飞控中心，早在07年7月就开始研发新一代飞控软件，经数年攻关，两年前初启用。这套拥有1100多万行代码的庞大软件系统，能够多目标同时测控，确保飞船和天宫协调每个动作。同时，原本覆盖率仅17％的航天测控网，也因中继卫星和测控站点的增加，提升到70％。连续连天5次变轨，神八与天宫恰好达到同一高度、同一位置。反推发动机防撞美俄两国早期的交会对接试验中，碰撞事故层出不穷。1997年，俄罗斯进步飞船与和平号空间站还曾相撞，使空间站上的光谱号舱被迫关闭，加速空间站失效坠毁的进程。当神八在地面引导控制下，抵达天宫一号后下方52公里处时，二者打通通信联系，直接“对话”。此时，飞船通过自身的计算机自主控制，继续接近天宫，途中4次“刹车”。为此，神八专门加装4台反推发动机，紧急时刻能启动避让。当二者相距5公里以外时，如果关掉发动机，会在各自的轨道上越离越远，不会相撞，但也将无法交会对接。一旦进入5公里之内，即使没有任何动力，也可能越飞越近，导致相撞。测量设备棒棒接力4个停泊点就像轮船入港前的锚地，是重要的可靠性备份措施。走走停停，可避免走得太快发生碰撞，也提供处置突发故障的时间。在3公里的高空高速飞行的航天器，即使用航天测控站的光学望远镜，也难以清晰观测到。在这样的条件下，想让两个8吨多的庞然大物，对接机构挨近时误差仅在18厘米内，姿态小于5度，就好比神八拿着一根线，要穿进天宫一号那根绣花针的针眼里。所以神八新增8台平移发动机，遍布周身，可从各个角度和方向提供推力。而航天器相对位置的精确测量，是发动机提供精确推力的前提，敏感器们将一棒接一棒。从相距52公里直至交会对接，作用距离较远的微波雷达率先工作；进入20公里后，精度较高的激光雷达开始工作；进入100米时，更加精确的CCD光学敏感器开始介入。这3台交会对接测量设备，完全由我国自主研制。由于在地面无法完全模拟太空中的阳光强度，为避免强光对测量设备的干扰首次交会对接计划在地球阴影区进行。组合体飞行12天后，第二次试验则将选择阳光照耀的地方，充分验证测量设备的抗干扰能力。4重备份确保能返回当神八准备返回时，这也是一个重要关口。特别是在载人情况下，一旦分离不成功，就意味着航天员不能返回。因此对接完成后，捕获锁要退到初始位置，只保留结构锁，才可保证随时分离。分离的最初动力来自...