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神舟八号明发射 对接天宫一号

神舟八号明发射 对接天宫一号

  神舟八号,是中国“神舟”系列飞船的第八个,也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神舟八号将于2011年11月1日5时58分在酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射,发射后数天内与天宫一号目标飞行器完成两次无人交会对接任务,并采用软着陆方式返回地球。这标志着中国已经初步独立掌握空间交会、对接能力,拥有建设自行的空间实验室,即短期无人照料的空间站的能力.

神舟八号飞船简介

神舟八号明日发射 将与天宫一号交会对接  “神舟八号”飞船为改进型载人飞船,全长9米,最大直径2.8米,起飞质量8082公斤,神舟八号飞船在前期飞船的基础上,进行了较大的技术改进,全船一共有600多台套的设备,一半以上发生了技术状态的变化,在这中间,新研制的设备、新增加的设备就占了15%,主要变化是两个方面:

  其一,具备了自动和手动交会对接功能,神舟八号飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能,发射升空后将与正在轨稳定运行的“天宫一号”目标飞行器进行交会对接,实施中国载人航天首次空间交会对接任务,以突破和验证航天器自动交会对接技术,验证组合体工作模式,并开展空间科学实验;

  其二,现在的飞船在前期具备57天自主飞行的能力基础上,已具备停靠180天的能力。神舟八号飞船电源帆板因为采用了新的太阳电池片,发电能力提高了50%。飞船的降落伞系统和着陆缓冲系统也进行了技术上的改进,提高了使用的可靠性。

  执行“神舟八号”发射任务的“长征二号F”遥八火箭,则是在“长征二号F”火箭的基础上进行多项改进,提高了运载能力和入轨精度,全长58.3米,起飞质量497吨,运载能力为8130公斤。中德两国科学家将在神八上开展17项空间生命科学实验。

  目前,“神八”已具备发射条件。预计于明天早晨5时至6时点火起飞,具体时间待发射前4小时方能最后确定。目前,“神八”进入发射倒计时。“神八”仍为返回舱、推进舱、轨道舱三舱结构,增加了交会对接设备,将与我国首个空间站雏形“天宫一号”携手,共同执行我国首次空间交会对接任务。与此同时,上月29日发射升空的天宫一号目标飞行器,昨晚顺利进入距地面高度约343公里的近圆形交会对接轨道。昨晚19点34分,天宫一号翻了一个跟头,成功调转180度,建立倒飞姿态,为迎接“神八”飞天一吻做好准备。各项遥测数据显示,天宫一号已具备交会对接条件。

  神舟八号发射成功后,数天内与天宫一号目标飞行器完成两次对接任务。“神州八号”在与“天宫”对接10天之后,将进行分离,随后进行第二次对接,继续飞行半个月后,“神州八号”返回舱将完成使命返回地球,并软着陆返回地球。而神八飞船的轨道舱将继续留在空中与后续发射的“神九”实现无人对接。

  专家介绍,天宫一号与“神八”的发射只是“中考”,首次交会对接任务才是“大考”。“神八”飞天在即,这场考试即将开始。

空间交会对接的作用与难点

神舟八号明日发射 将与天宫一号交会对接  空间交会对接是追踪飞行器和目标飞行器在预定的空间轨道交会,并在结构上连成一体的过程。交会对接技术与载人天地往返技术、航天员空间出舱活动技术是载人航天发展的三项基本技术。空间交会对接主要有三个方面的作用:一是用于大型空间设施的建造、运行和维修;二是用于为长期在轨运行的空间设施提供物资补给、人员运输和空间救援;三是用于登月和深空探索等航天任务。

  一是技术要求高。发射飞船的运载火箭入轨精度指标比过去有大幅提高;另外,在轨寿命要求大幅提高。

  二是采用了很多新技术。这次首次采用了火箭的迭代制导技术,以及组合体控制和管理技术等。

  三是验证难度大。由于受地面环境和试验条件限制,部分新研设备在空间环境下的功能性能指标无法得到全面真实的验证,还需要通过飞行试验来考核。四是任务的组织实施更为复杂。此次任务持续时间长,发射次数多,对于任务的时效性、整体性和关联性很高,交会对接过程关键事件很多、决策点很多,对任务组织指挥、各系统协同工作提出了前所未有的挑战。

与“天宫一号”交会对接四步骤

  地面引导

  即两个航天器都上天入轨后,通过地面测控站的引导,逐渐缩短相互之间距离。

  自动寻的

  在相距100公里时,“神舟八号”开始捕捉“天宫一号”,这是一个自动追踪、捕捉的过程,让“神八”通过几次变轨,缩短与天宫的距离。

  最终逼近

  当二者相距在100米到1米之间时,不仅要控制好相互间的距离、速度和姿态,还必须保持在每秒1米的相对速度内,以准备对接。

  对接合拢

  这时两个庞大的飞行器,在太空相距仅几十厘米,相对速度约每秒0.1米,横向相对误差不超过18厘米,才能严丝合缝地连为一体。

对接后新组合体使用天宫动力装置

  中国空间技术研究院研究员、国际宇航科学院院士朱毅麟说,两个发动机是不能同时使用的。两个发动机喷管都在两者的“屁股后面”,且朝着相同的方向转动。但是对接时,“神八”和“天宫一号”是“头对头”,这样相对来说,两者的发动机喷管转动方向就正好相反了。

  要是对接后,两个发动机依然同时使用,那么必然出现一个向左一个向右的结果,“新组合体”就没法动了。

  “对接成功后,‘新组合体’只能使用其中一个的发动机作为动力装置”。朱毅麟说,到时要使用“天宫一号”的发动机。

  因为对接成功后,“神八”飞一段时间就返回地球了,“天宫一号”则要继续在轨道上运行,所以如果“新组合体”使用“神八”的发动机,那“天宫一号”的发动机就得暂时关闭,等到“神八”返回地球后,“天宫一号”的发动机还要重新启动。

  其次,在整个对接过程中,其实“天宫一号”都处于主导地位,不仅与“神八”对接,将来还会与“神九”、“神十”对接。所以“新组合体”将用“天宫一号”的发动机作为动力装置。

神八飞行任务发射场系统三大特点

  与“天宫一号”飞行任务相比,“神八”任务发射场系统主要有航天发射任务交叉并行、任务准备时间很短、发射零窗口等三方面突出特点。

  1、航天发射任务交叉并行方面,“神八”任务与“天宫一号”任务、卫星发射任务交叉并行,“神八”任务准备期间,正值“天宫一号”任务发射的冲刺阶段和卫星发射任务的准备阶段,多项任务并行推进,对发射场组织指挥、资源配置、力量统筹、综合保障等都提出严峻挑战。

  2、任务准备时间很短方面,由于“天宫一号”发射计划由原来的8月底推迟到9月29日实施,使“天宫一号”、“神八”发射间隔由2个月缩短到1个来月,创造了发射场连续执行两次载人航天任务间隔最短的历史纪录,这给发射场“神八”任务准备工作带来很大压力,对人员精神状态、设施设备状态转换也是一个巨大考验。

  3、发射零窗口方面,由于交会对接要求,“神八”任务是零窗口发射,“零窗口”也就是“只有一个时间点,分秒不差”,庞之浩解释说,“天宫一号”发射的窗口,从9月29日当晚的9点16分至31分,有15分钟的时间段,但“神八”不同,必须精确到秒。

  “这是为了让飞船不走弯路”,庞之浩说,零窗口发射,能节省“神八”追赶“天宫”的步伐。根据“天宫一号”轨道参数(包括轨道周期、轨道高度、轨道倾角等)来确定,必须立足最复杂、最困难的情况作好相关预案。一旦错过,就需过一两天,等下一个零窗口,也就是下一次“天宫”运行至距离“神八”入轨点最近的时刻。

  假人随飞船上天

  航天员系统副总设计师王宪民介绍,不载人的“神八”,会有形体假人随之上天,进行相应的科学实验。此外,一些受保质期限制的物品,包括航天食品、清洁用品、冷藏用品、药品、实验配套用品等,也将随“神八”上天,在交会对接后,安装到组合体上使用。

  火箭配备逃逸塔

  将托举“神八”升空的长征二号F火箭,在我国火箭家族中个头最大、重量最重、可靠性最高。运载火箭系统总指挥刘宇说,发射“神八”的是长征二号F遥八火箭,托举天宫一号的是长二FT1火箭,两款火箭是“孪生兄弟”。与送天宫一号的火箭相比,“神八”的火箭顶上多了个小尖尖,个头高出6米多。这个有点像避雷针的装备叫“逃逸塔”,是专门为保障航天员的安全而设计。

中国火箭技术仍大幅落后于发达国家

神舟八号明日发射 将与天宫一号交会对接  2011年9月29日天宫一号目标飞行器发射成功,11月1日中国将发射神舟八号飞船与其进行中国第一次空间无人交会对接试验。中国航天事业尤其是运载火箭数十年来的成绩,在发展中国家中可以说是独一无二的。印度迄今为止研制使用的PSLV和GSLV火箭,其同步转移轨道运载能力分别只有1.2吨和2吨,以运载能力衡量相当于中国20年前的水平。至于另一个发展中国家的大国巴西,甚至没有一次成功的运载火箭发射。伊朗成功的发射了2颗卫星,但运载火箭的技术档次和运载能力尚不及中国长征一号运载火箭的水平。

  不过这个世界上的航天列强多数是发达国家,面对早在冷战时期火箭技术就已独步全球的美俄,中国运载火箭的技术和运载能力就要相形见绌了。国人在高兴的同时,不得不提的是中国还必须要发展更大推力的火箭才能在未来执行空间站建设任务。

  神八与天宫一号交会对接后,中国在2020年建设真正空间站也就此步入了轨道。不得不提的是,目前的长征系列火箭推力是无法满足届时空间站建设的要求,因为届时需要发射质量达到20吨的载人舱室。因此为了在大推力运载火箭技术上追赶航天强国,同时也为了满足未来载人登月和空间站建设等需求,中国已经开始了新一代大推力发动机的研制。

附:中国载人航天计划三步骤

  第一步是发射无人和载人飞船,将航天员安全地送入近地轨道,进行对地观测和科学实验,并使航天员安全返回地面。随着我国第一名航天员杨利伟于2003年10月16日安全返回,中国载人航天工程的历史性突破、即第一步的任务已经完成。

  第二步是继续突破载人航天的基本技术:多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接。在突破这些技术的基础上,发射短期有人照料的空间实验室,建成完整配套的空间工程系统。发射神舟六号,即标志着中国开始实施载人航天工程的第二步计划。

  第三步,建立永久性的空间试验室,建成中国的空间工程系统,航天员和科学家可以来往于地球与空间站,进行规模比较大的空间科学试验中国载人航天“三步走”计划完成后,航天员和科学家在太空的实验活动将会实现经常化,为中国和平利用太空和开发太空资源打下坚实基础。

价值中国网编 2011-10-31
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