据权威专家介绍,神舟九号飞船预计将在今日约11时左右转入自主控制飞行,与天宫一号实施自动交会对接,这将是中国实施的首次载人空间交会对接。

6月17日,神舟九号飞船进行了首次变轨。图为景海鹏(中)向镜头挥手,女航天员刘洋(右)正在用餐。/ 中新社发(电视截图)

6月16日,神舟九号飞船入轨后,进行第二圈飞行时,景海鹏打开了返回舱和轨道舱的舱门。图为景海鹏进入轨道舱。(电视截图)
交会对接过程详解
神舟九号飞船于16日傍晚搭载3名航天员进入太空。根据既定的飞行方案,飞船将在轨飞行十余天,与天宫一号目标飞行器进行两次交会对接,第一次为自动交会对接,第二次由航天员手动控制完成。
在神舟九号飞船发射前约20天,天宫一号开始降轨调相,进入高度约为343千米的近圆对接轨道,建立载人环境,等待与飞船交会对接。
从17日凌晨起,北京航天飞控中心对飞船实施了多次变轨控制,完成抬高近地点、修正轨道面偏差、抬高远地点、轨道圆化和组合修正,控制神舟九号飞船到达距离天宫一号后下方约52公里处,为交会对接做好准备。
根据中国首次载人交会对接任务测控通信指挥部飞控组组长麻永平介绍,在18日约11时左右,神舟九号飞船将转入自主控制飞行,与天宫一号实施自动交会对接。此过程同天宫一号与神舟八号交会对接基本一致。
神舟九号与天宫一号自动对接形成组合体后,航天员将在地面指挥与支持下,完成组合体状态设置与检查,依次打开各舱段舱门,通过对接通道进入天宫一号实验舱。
组合体飞行期间,由目标飞行器负责飞行控制,飞船处于停靠状态。3名航天员将在飞船轨道舱内就餐,在天宫一号内进行科学实验、技术试验、锻炼和休息。此后,3名航天员将返回飞船,依次关闭各舱段舱门。飞船自主撤离至距目标飞行器约400米处,然后自主控制接近目标飞行器,在140米处停泊,转由航天员手动控制。
航天员随后将通过操作姿态和平移控制手柄,瞄准目标飞行器十字靶标,控制飞船逐步接近目标飞行器,至对接机构接触,完成手控交会对接。3名航天员再次进入天宫一号驻留。
飞船返回前,3名航天员将返回飞船返回舱。两飞行器分离,航天员手动控制飞船撤离至140米处,飞船转为自主控制,继续撤离至5公里外安全距离。
之后,飞船返回着陆场,地面人员将及时完成航天员搜救和返回舱回收;天宫一号目标飞行器则变轨至370千米自主飞行轨道,转入长期在轨运行。
神九交会对接与神八的几大不同
神八到神九,除了从无人到有人这一最大的不同之外,在与天宫一号实施交会对接时,还有以下几大方面的不同:
交会对接进入方向不同。
神八两次对接全部采用从后向进入对接,也就是说飞船在后,向前追赶天宫一号,在逐渐接近的过程中,与天宫一号对接,同时,第二次对接采用飞船撤退至140米的地方进行对接的方案。神九将进行前向对接,也就是说,飞船在前,由天宫一号追赶神九进行对接,在第二次对接中,采用飞船自动撤离、撤退至400米的地方进行前向对接的方案。
交会对接方法不同。
神八与天宫一号交会对接采用的是在飞船上的交会对接设备的引导下自动交会对接,而神九与天宫一号交会对接在进行自动交会对接的同时,还将采用人工手动控制方法进行,以验证航天员人工手动控制交会对接技术。
实际上,航天员对飞船的手动运动控制功能从神一到神八都具备,但此前中国进行的载人航天飞行中,航天员还没有实际进行操作,这也就是说,只是坐在座舱里,还没有亲自驾驶飞船。神九的航天员将第一次进行手动控制飞船,并进行手控交会对接,充分体会驾驶飞船的感觉。
交会对接环境不同。
由于神八是中国第一次进行空间交会对接,为减小空间各种光波对交会对接设备造成的干扰,根据技术上的考虑和设计上的安排,神八交会对接任务设计上采用的是在阳照区开始自动交会对接,待对接完成的时候,已经处在阴影区,而神九载人交会对接则在全阳照区间进行。
由于太空各种光波对交会对接测量设备会造成干扰,在这样的环境下完成交会对接,其难度要远比神八大得多,交会对接设备将接受一次严峻异常的考验。
由自成一体到联成一体。
神八与天宫一号交会对接只是完成了两个飞行器的刚性连接,连接两个航天器的舱门并没有打开,因此,在舱内环境上来讲,并没有成为真正意义上的一个整体。
由于神九的航天员要进入天宫一号目标飞行器里,进行工作、生活和组合体载人环境的全面验证,因此,神九的航天员将打开两个航天器的舱门,这时,神九将首次实现与天宫一号的空间连通,成为运行在太空中连在一起的两个大房间,航天员穿过神九舱门,进入天宫一号,进行相关物品转移、工作和生活,这种情况下,天宫一号内的二氧化碳净化装置、微生物控制装置等环境控制和生命保障设备将开机,为航天员创造一个与地面一样的工作和生活环境。
航天员太空首日一切正常
从16日晚入轨,到17日傍晚完成三次变轨,景海鹏、刘旺、刘洋3名航天员在太空顺利度过了第一个24小时,太空生活平安顺利,身体状况良好。神舟九号飞船入轨后,航天员景海鹏顺利开启飞船返回舱舱门,3名航天员分别进入轨道舱,将舱内航天服更换为蓝色工作服。按照飞行计划安排,3人进行了轮流值班和工作,并在轨道舱就餐和休息。
神九天宫首次交会对接或用时10分30秒
按照计划,神九与天宫实施第一次交会对接后,3名航天员将进入天宫实验舱工作和生活数天。昨天,中国载人航天工程航天员系统总指挥陈善广表示,3名航天员表现很好,已做好对接前准备,准备迎接自动交会对接及进驻天宫一号(微博)。而天宫一号也已做好准备,迎接来自祖国的航天员。
宜居天宫
净化空气
天宫无人飞行已半年多,舱内使用的很多非金属材料,可能逸出微量有害气体。所以,在研制初,科研人员就加强了有害有毒气体的控制,选用结构稳定的、经太空飞行考验的优质材料,凡选用新型材料,都需经过充分的地面试验。此外,舱内还有监测和净化装置及措施。
在“天宫一号”等待载人飞船交会对接的时间里,“天宫一号”舱内的气体成分可能会发生变化,从而不适合航天员工作生活。此时,“天宫”将在适当的时候像室内开窗换气一样,把舱内不合格的气体排出去,重新充入合格的气体。
睡得舒服
天宫一号有两个独立的睡眠区,就像两个私密的“房间”,为使航天员睡得舒服,每个航天员都有自己专用的睡袋,也就是说,大家不用混着盖“被子”,而是各盖各的“被子”。
这个蓝色的睡袋外面绣着祥云图案,相比神七的睡袋,它的重量明显减轻,材料也是优中选优,能阻燃、防静电、重量轻、松紧可调等特点。
为什么3名航天员却只有两个睡眠区?因为组合体在轨运行期间,必须有1人值班,不能3人同时睡觉,所以两个“屋子”就足够了。
降低噪音
神九与天宫成功对接后,将组成一个组合体,成为3名航天员的新家。为让航天员在这里度过舒服、快乐的10天,科技人员最大限度减小“天宫一号”舱内的噪音,让航天员有充沛的精力投入工作。
由于活动部件、电子部件等各种设备日夜不停地工作,必然会发出各种声音,减少噪声成了一大难点。早在设计阶段,科技人员就想到了这个问题。噪声控制被作为一项指标专门列出来,生活区和仪器区的噪声指标有所不同。科研人员还亲自钻进天宫里头,体验实际效果,一环一环检查噪音来源,一点一点消音。
安全天宫
自动报警
为减轻航天员的工作量,天宫一号里的各种仪表,均设计了自动预警装置,一旦发生异常情况,会自动以声音、光线等多种形式报警,让航天员从紧盯屏幕的状态中解脱出来。
结合天宫一号长期无人、短期有人照料的特点,科研人员制定了各种应急状态下确保航天员安全的措施。险情都有应对预案,包括怎样紧急处置和安全紧急撤离。
躲避空袭
太空垃圾是看得见的“杀手”。它们是围绕地球轨道的无用人造物体,小到人造卫星碎片、漆片、粉尘,大到整个火箭发动机。这些零碎和航天器之间的相对速度很大,即使轻微碰撞,也会造成无法估量的损失。
“天宫”穿上了特殊的“防护衣”,几乎不会受小的太空垃圾影响。如遭遇较大的太空垃圾,它会提前启动预警机制,躲开危险物。干预风暴
太阳风暴是“隐形杀手”,太阳因能量增加,会向空间释放出大量带电粒子流,形成高速粒子流。2003年10月底的太阳耀斑爆发,使多国的航天器受到干扰。
天宫在轨期间,正值太阳活动高峰年,受此影响,天宫的轨道衰减度将加快。科技人员早有准备,可适时利用地面控制系统,抬升天宫的轨道,以保证交会对接顺利进行。
应急对策
据上海航天局介绍,实施载人交会对接的神舟九号飞船,应用了多重“冗余设计”,旨在保证3名航天员安全返回。如对接出现问题,将启动强制校正动作。
神八与天宫的交会对接很完美,只用了7分半钟。
如此次对接时用到强制校正的话,将需10分半钟。
此外,对接机构中的12对对接锁能够顺利解锁分离,已在地面进行了600多次试验,全部成功,无一故障。
尽管如此,设计人员还是采用了“冗余设计”,每把对接锁都配备了火工品装置。一旦两飞行器无法实现正常分离,在航天员回到返回舱后,由地面发送火工品引爆指令,首先引爆神舟飞船上的火工品,实现强制分离。如果仍不能分离,再引爆天宫上的火工品,确保最终安全分离。
□对话
航天服是航天员最后的生命防线
前天,在神九航天员的出征仪式上,3名航天员身穿白色航天服,进入神九。这套被俄罗斯航天专家誉为“世界第八大奇迹”的航天服,将成为航天员们应对严酷环境最后的生命防线。那么,这套航天服有哪些作用?它又专门为神九做了哪些改进?记者采访了载人航天工程航天员系统副总设计师李潭秋。
应急状态保命
记者:舱内航天服能起到哪些作用?
李潭秋:当航天器座舱失压,整个座舱环境不适应人生存的时候,舱内航天服就可以提供一个最小的近体生存环境,也就是你身体周围这个部分能够维持你的生命。它的核心是通过航天服和舱载供氧,提供航天员呼吸所需要的氧气和维持必要的生存压力。为什么把它叫最后一道防线呢?当航天器内的环境,已不能保证航天员的生命安全的时候,将由舱内航天服来保证。
保证6小时供氧
记者:我国的舱内航天服,能提供多长时间的生命保障?
李潭秋:舱内航天服的生命保障时间,主要取决于设备供氧的能力。我们的设计标准,主要是取决于载人飞行任务应急需要的时间。目前我国至少要保证6个小时的应急时间,就是飞船应急返回时,舱内航天服要保证航天员6个小时的氧气和压力来应急。
专造女航天服
记者:女航天员刘洋的航天服有什么不同?
李潭秋:除了保命,舱内航天服很重要的一点,就是要在应急状态下,也能让航天员完成必要的操作,所以适体性要求很高,航天员的四肢尤其上肢的适体性非常重要,如果穿上后不能完成必要的操作,就会带来很大问题。这次任务的难点,是要解决女航天员的适体性问题,上肢要保证不能在加压后脱离肢体。还有就是手套,女性的手纤细,原来的手套显得笨重,我们针对女航天员的手型专门制模,研制了专用手套。
天宫一号目标飞行器高10.4米、重8.5吨,是目前我国载人航天器家族中个头最大的一个,舱体最大直径达3.35米,可容纳3名航天员同时工作、生活。
天宫由实验舱和资源舱两部分组成,即将开启的实验舱是航天员的健身房、实验室、卧室和工作站。
保命的航天服
1971年6月30日,苏联发射的联盟11号载人飞船,在从礼炮1号空间站返程中,飞船震动,导致返回舱压力阀门非正常打开。几秒内,气压下降到致命程度。短短40秒,3名航天员殒命,从此之后,舱内航天服就变成了天地往返运输载人系统一个标准的配置。
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