神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器24日完成中国航天史上首次手控交会对接,此次对接任务在航天员刘旺的手动控制下完成,标志着中国已掌握手控交会对接技术。
航天员23日晚开始进行手控交会对接各项准备工作,并于24日晨离开天宫一号,进入返回舱,等待神舟九号与天宫一号分离。24日11时08分,北京航天飞行控制中心下达分离指令,神舟九号与天宫一号随后成功分离。飞船自动撤离至400米左右停泊点。
短暂停留后,飞船开始自主接近天宫一号,随后进入140米保持。12时38分,飞船转入手动控制;12时42分,飞船对接环接触;12时50分许,对接机构成功捕获。随着对接锁锁紧,天宫一号与神舟九号再次形成一个组合体,手控交会对接顺利完成。
在此次手控对接任务中,航天员刘旺挑起“大梁”。他坐在中间,用右手边的姿态控制手柄、左手边的平移控制手柄来控制飞船的速度和位置,整个对接过程操作精准,最终完成手控交会对接。
手控交会对接的操控难度很大,航天员此前操作手柄进行了6个自由度、12个方向的操控训练。过去的几天里,航天员实施了在轨训练,进行了组合体撤离训练,对手柄进行了试操作。
神九与天宫一号的对接机构最后在预定时间内成功接触,三名航天员与其他工作人员随后完成各种后续及检查工作。神九三名航天员将再次在天宫一号驻留。
据空间站技术报道,神舟九号与天宫一号的对接机构是中国目前最复杂的空间机构。
神舟九号与天宫一号自6月18日成功自动对接以来,神九的三名航天员已经在天宫一号进行了多项空间实验。天宫一号是中国未来载人空间站的雏形。报道称,这意味着中国掌握了空间交会对接技术,并具备了建设空间站的基本能力。
载人航天工程总设计师周建平表示,从世界载人航天的发展来看,交会对接应该涵盖自动与人工两方面,二者互为备份,缺一不可。完善飞船与空间站对接技术无疑将对中国未来发展空间站技术具有重大意义。
据悉,两个飞行器在轨交会对接,好比在茫茫太空穿针引线,难度可想而知。24日,航天员将亲自“穿针”,因需瞄准十字靶心,这一过程也被形象地比喻为“太空打靶”。
中国航天员科研训练中心副主任白延强介绍,对接过程需严格控制高速飞行器的误差,“神九飞船和天宫实验室飞行速度每小时超过上万公里,重量在8吨到9吨,对接时要求接近的相对速度是0.2米/秒,角度偏差1°之内,横向偏差在0.2米到0.3米。”
他打了一个比方:“就像天宫上有个靶子,对接就是要像打枪一样命中瞄准心,对接很容易出现三种偏差,一是左右上下的俯仰偏差,二是位置偏差,三是发生了旋转,产生姿态的偏离。”因此,航天员要对这6个自由度的偏离有很好的把握。
“手控交会对接的精度甚至比工程给定值还要精确。”航天员选拔训练研究室主任吴斌说,负责交会对接任务的刘旺,训练已达1,500次,在仪表没有数据的情况下,仅靠光学显示就能够操作。
吴斌介绍,训练从难、从严,科目设置考虑阳照区、阴影区、有参数、无参数等多种状况,模拟了可能发生的40多种故障,并随机设置故障和偏差,给航天员增加噪声等干扰。
针对载人交会对接,飞船也形成了多种预案。飞船系统总指挥何宇介绍,这是为了确保出现任何问题,飞船都能及时、安全退回,“交会对接充满风险,要保证飞行器安全,更要保证航天员的生命安全。”
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