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专家称零窗口发射为准时对接和节省燃料

2018-07-08 来源:网络整理 责任编辑:采集侠 点击:

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  问题1

  神九将肩负什么任务?

  神九此次飞行将刷新多项纪录,它将承担什么任务?

  载人航天工程总设计师周建平介绍,神九第一任务,是实施手控交会对接,全面验证交会对接技术。这将是中国载人航天史上具有重大意义的一步。

  焦维新分析,神九与天宫交会对接后,对组合体飞行也是一大考验。此次将有航天员的相关活动,会对组合体的姿态控制等产生哪些影响是需要摸索的经验。

  问题2

  为何要“零窗口”发射?

  去年神八实现了“分秒不差”的零窗口发射,神九也同样要求零窗口,这是为了实现与天宫交会对接,并尽可能节省燃料。

  宋征宇介绍,因为地球在自转,如果发射差了一秒,就可能导致神九与天宫失之交臂。

  庞之浩说,目标航天器的位置、地面观测的条件、发射上天后的太阳光照等,都是发射窗口选择的考虑因素。与神八不同,神九航天员将在白天发射、白天返回,更利于操作和观察,保障安全。

  从敦煌壁画里飞天的形象,到孙悟空大闹天宫,中国人对天宫的想象穿越了千年历史。去年9月29日,中国第一个空间实验室的雏形天宫一号发射升空,中国人不再是太空中的匆匆过客。

  而神九此行,将载三名航天员升空,并与天宫一号交会对接,让他们在太空中从容地工作和生活。千百年来中国人徜徉天宫的梦想即将变为现实。

  问题3

  火箭做了哪些改进?

  发射神九的火箭,是在业内被誉为“神箭”的长二F火箭。无需针对此次任务特别改进。涉及火箭本身的改进有10余项,主要在哪些方面?

  总设计师荆木春介绍,记录火箭飞行“秘密”的黑匣子,将从火箭的一级移装到助推器上。因火箭一级结构较大,承受力大,刚强度较低,落下时箭体结构分裂成碎片,装在上面的黑匣子难以找到,而助推器体积较小,便于寻找黑匣子。

  尽管未作特别改进,但在生产过程中,火箭团队严格管控,每个螺丝钉用多大力气拧都有严格要求,且要记录在案。

  问题4

  航天员座舱什么样子?

  返回舱是航天员的座舱,在发射和返回阶段,航天员都将束缚在座椅上,座舱如何能保证航天员承受过载、冲击和转动,度过难熬的时刻?

  座舱在靠近大头的一端,对称布置着三个带缓冲装置的航天员座椅,略呈扇形分布。在无人飞行状态,座椅上会放置形体假人或有效载荷。座椅的左右两侧是航天员用于控制飞船平移和姿态运动的手柄。

  座椅前方靠近舱门的位置,对称布置了三块仪表板。主仪表板主要显示船上设备工作状态和飞船飞行参数,设有用于航天员人工控制的各种开关。

  问题5

  为何要手控交会对接?

  既然以自动方式可顺利完成飞行器的太空对接,为什么还要让神九进行手控对接?

  周建平说,从世界载人航天的发展来看,交会对接应该涵盖自动和人工两个方面,二者互为备份,缺一不可。只有都得到验证,才实现了完整的交会对接。

  何宇说,自动对接尽管响应迅速、控制精准,但一旦出现策略方案外的情况,就显得“无能为力”。

  对接机构是我国目前为止最复杂的空间机构,神九和天宫一号将进一步验证国产对接机构的可靠性和安全性。

  问题6

  手控对接有何难点?

  与自动交会对接一样,手控交会对接同样面临风险。而手控交会对接要求一次成功。

  “一旦发生碰撞造成对接机构受损,就意味着天宫一号无法再次进行对接。”何宇说。

  庞之浩介绍,交会对接实际上是两个航天器在太空,按照预定的时间和位置相互接近,在机械上连成一个整体,难度在于航天器飞行速度极快,稍有不慎就容易产生追尾,还要边绕地球边追赶,经过多次精确变轨才能追赶上。

  对接时,要求轴向误差不能大于18厘米,相对速度约每秒0.2米,并控制好距离、相对速度、姿态等,稍有偏差就会出现问题,对航天员的心理素质、眼手协调能力等要求非常高。

  问题7

  穿舱哪些是关键?

  神九此行,航天员将首次穿舱,进入天宫一号。两个航天器对接后,航天员进入天宫前,需要做哪些准备工作,需要注意哪些要点?

  庞之浩介绍,在太空恶劣环境中,对接机构和舱门的质量非常关键,要保证航天员的生命安全,就要在对接前调整好压力,保证两舱压力相同。

  如对接机构密封性不严,打开舱门后会漏气,而如果舱门质量有问题,那就麻烦了。只有在天宫一号内部环境满足载人要求的情况下,神九的航天员方可打开舱门,进入天宫生活和工作。

  问题8

  组合体如何运行?

  神九与天宫交会对接成功后,组合体以何种方式运行?

  庞之浩介绍,作为追踪飞行器的神九要停靠关机,整个组合体由天宫一号全面控制。

  因此,在组合体运行期间,天宫要为神九供电,补充神九的能源,并试验验证将来空间站整个能源系统统一调配、统一管理技术。

  天宫一号要带动组合体飞行,控制质量翻了一番,从轻装上阵到负重前行,无论是指令还是遥测,都要重新适应,而组合体内环境控制系统的好坏,则直接关系到航天员的生存,必须为航天员提供与地面相似的压力、氧气、温度、湿度,去除有害气体。

  问题9

  如何保障长期驻留?

  此次任务,航天员将在组合体中驻留10天,比以往任务时间更长,对舱内的生命保障系统提出更高要求,如何保障航天员日常生活?

  庞之浩介绍,首先要携带数量和种类更多、质量和味道更好的航天食品与饮品。其次携带比以往更多的衣服,可使航天员定期换衣服。这些衣服的设计比较特别,有的衣服装有电缆口,有的口袋用于放置辐射测量仪等。

  为减少失重对身体的影响,天宫为航天员首次准备了锻炼用器材,及骨丢失对抗仪等仪器,让他们能定时锻炼身体,在失重条件下“称量”人体质量。

  还要携带使用方便、质量可靠的大小便收集装置,包括女航天员使用的卫生用品等。还配备了比以往数量和种类更多、更好的药品。

  在工作之余,航天员也需放松身心,为他们准备了高性能、高可靠的笔记本电脑,能上网、看大片、听CD、发邮件。

  问题10

  我国下一步航天任务?

  神九完成任务后,我国载人航天下一步还有什么任务?

  焦维新说,目前我国航天事业正处于关键技术突破和掌握阶段,包括太空行走和交会对接,熟练掌握需要一个过程。按计划,下一步我国将发射神舟十号飞船,再与天宫一号载人交会对接。

  我国的实验室计划目前规划到天宫三号,后续飞船有神舟十一号至十四号,将与天宫二号、天宫三号交会对接。另一个关键技术,是载货飞船与天宫实验室的对接,以满足将来空间站的定期补给。

  庞之浩说,2020年前后,我国将建自己的多舱式空间站,“空间站很大、功能多,寿命长,但上天后不能往返,需要天地往返运输工具,来运送物资和航天员。”

  本报记者商西采访整理

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