交会对接效果图 图/东方IC
今日凌晨自动交会对接,两名航天员进驻天宫二号
金羊网讯 特派北京记者李妹妍、通讯员姜宁报道:记者从北京航天飞行控制中心了解到,神舟十一号飞船于19日凌晨与天宫二号实施自动交会对接。景海鹏和陈冬两名航天员进驻天宫二号,开展空间科学实验。
据北京航天飞行控制中心副总工程师孙军介绍,“神十一飞船与天宫二号进行自动交会对接的时候,恰好在我国上空”。
1 五次轨道控制
天宫二号在距地面393公里的预定对接轨道上,等待神舟十一号飞船的追来。不过神舟十一号的运行轨道比天宫二号低了50公里,想追上天宫二号可不简单。
“神舟十一号载人飞船入轨以后,我们要在两天内控制飞船完成5次轨道机动。”北京飞控中心副总工程师孙军说。这5次轨道控制,分别是抬高近地点、轨道面偏差修正、抬高远地点、轨道圆化和组合修正。
据了解,神舟十一号通过5次变轨,走出一条螺旋式曲线,一点点接近天宫二号的轨道,直至到达天宫二号后方约50公里左右的位置。
“等到两飞行器相距50多公里时,载人飞船将转入自主控制,自主实施寻的段控制。”北京飞控中心总体室主任陈险峰告诉记者,在这种状态下,神舟十一号将依靠航天器上的微波雷达、激光雷达等测量设备,获得信息进行自主控制、相互接近。
2 在四个点“瞄准”
为了应对意外碰撞舱体失压等危及航天员生命的情况,正式交会对接前,两个航天器将在距离5公里、400米、120米和30米共四个停泊点处减速调整。而航天员会先返回飞船返回舱,并将返回舱与轨道舱之间的舱门关闭,穿好舱内航天服,随时准备应对突发情况。
“在交会对接过程中,控制不精确的话有可能发生碰撞。”中国空间技术研究院神舟十一号飞船副总设计师马晓兵告诉记者,两个重达8吨多的飞行器要严丝合缝地对接到一起,对精度有着非常高的要求。
而据空间站系统总设计师杨宏介绍,交会对接主要靠飞船上的测量敏感设备主动捕获天宫二号目标飞行器,然后再进行一系列逼近的操作。
3 神舟主动“伸手”
在对接过程中,两个航天器的相对速度要从之前的每秒7.8公里降到每秒0.2米,航天员也时刻处在待命状态。在120米停泊点的时候,一旦设备出现故障,航天员会在第一时间切换到手动模式。
在到达30米停泊点时,飞船将伸出像手一样的捕获锁,它将深入到天宫的卡板器中。当飞船与天宫建立初步连接后,捕获锁会向后收缩,将二者慢慢拉近,待对接环完全对上后,环中的12把钩锁紧紧相连。此时,小到指甲大小的齿轮和针头大小的接口,都要严丝合缝对在一起。顺利完成对接后,二者开始在太空中连体飞行。
4 天宫将做“队长”
“神舟十一号与天宫二号交会对接后,组合体姿态和轨道的控制权将交由天宫二号负责。”航天科技集团公司五院院长张洪太说,“退居二线”的神舟十一号将关闭大部分设备,只承担太阳能帆板控制的职责,保证随时为组合体提供稳定的能源。
技术定轨精度高达10米
怎样设定并实时确定神舟及天宫位置?
金羊网特派北京记者 李妹妍 通讯员 祁登峰 许诺
神舟十一号顺利升空,今天凌晨在距地面393公里的轨道高度与天宫二号进行自动交会对接。地面科技人员是如何判断变轨效果是否符合预期,又是怎样准确掌握飞船的轨迹,引导飞船和天宫二号进行交会对接的呢?
带着这些疑问,记者走进了北京航天飞行控制中心(以下简称飞控中心)轨道技术保障机房。
定轨软件世界领先
轨道技术保障机房内,除了敲击键盘的清脆声响,所有人都在屏气凝神等待。
轨道计算主任设计师张宇和他的同事们坐在计算机前,全神贯注地盯着屏幕上一行行闪烁的数据,十指灵活地敲击着键盘:数据整理、轨道计算、初轨筛选……一行行程序命令输入进去,海量的火箭遥测数据在飞快地运行计算,几分钟后,飞船初轨根数的结果顺利报了出来。
作为飞控任务接力的第一棒,张宇的岗位是在“船箭分离”开始,快速准确计算出飞船在茫茫太空中的位置,判别其是否成功入轨,这是后续一切活动的基础。
“飞船踏入太空那一刻,我们就要进行精确定轨,知道它在哪里。”张宇解释称,所谓精确定轨,就是在航天器上天以后,利用陆海天基各个测控站回传的跟踪测量信号,通过一系列算法计算出它的精密位置和速度。
轨道室主任谢剑锋告诉记者,为提高定轨的速度和精度,飞控中心自主研发了高精度定轨软件,“精度最高可以达到10米量级,在世界范围内也是处于领先水平。”
和以往几次发射不同,这一次,张宇还要算出神舟十一号和天宫二号的相对轨道关系,为之后的自动交会对接轨道控制提供决策依据,“每一次任务都有新的挑战,我们也可能会碰到各种复杂的情况,针对各种情况都要做好预案。”
预报提前20多天
在确定飞船精确位置之后,预报岗位的科技人员开始紧张忙碌起来。
“我们要计算出飞船每一秒钟所处位置。”预报岗位主岗颜华打了个比方,“譬如风筝在天上飞,轨道岗位确定了当前风筝的位置,我们就能计算出,接下来的每一秒风筝会往哪里飞。”
每一次任务,颜华和她的同事们都要做几十套各类轨道预报文件,涵盖航天器在任一时刻的位置、姿态、测站等重要数据信息,通过海量的航天轨道数据处理,准确预知和判断升空后的飞船是否按照预定轨道飞行。
事实上,空间实验室任务中需要攻破的一个重要“难关”,就是对天宫二号运行轨道进行精确预报。
“高精度轨道的中长期预报是一个全新挑战。”谢剑锋称,不同于天宫一号,天宫二号是为将来的空间站模式积累经验,空间站不可能为飞船临时调整轨道,因此对接前20余天就要对天宫轨道进行准确预报,以便确定神舟的发射参数。
对此,飞控中心创新性提出对预报方法进行改进,建立起更为精确的预报模型和参数,“长周期的预报,要求精度是84度正负8度的偏差,现在我们能做到只有1度偏差。”张宇自信地告诉记者,接下来的目标是提升到0.5度的偏差,“就好像提前一个月进行天气预报,还报得准当天是阴晴雨雪。”
两位航天员 状态良好
据新华社电 记者18日下午从航天员中心了解到,航天员景海鹏、陈冬状态良好,进食及睡眠一切正常,已顺利度过失重适应期,各项工作开展顺利。
据介绍,神舟十一号载人飞船发射入轨以来,两名航天员先后完成了手控指令发送、返回舱舱门开启、服装更换、医学检查等工作,与航天员中心地面支持人员进行了医监通话。截至18日下午,已进行了两次医监通话。“从生理数据和自身反映来看,两名航天员已经顺利度过失重适应期。”航天员中心医监医保研究室主任吴斌说。