N據(jù)新華社電
“神舟八號”與“天宮一號”的對接機(jī)構(gòu)是上海航天技術(shù)研究院805所自主研制的。上海航天技術(shù)研究院研究員、交會對接大型地面試驗(yàn)系統(tǒng)原負(fù)責(zé)人陶建中介紹說,對接機(jī)構(gòu)包括了118個傳感器、5個控制器、上千個齒輪軸承、18個電機(jī)和電磁拖動機(jī)構(gòu)、數(shù)以萬計(jì)的零件和緊固件。
船系統(tǒng)總指揮尚志說,大家都知道能不能對接上很重要,但是能不能正常分離也一樣重要,一旦無法分離,未來載人航天器上的航天員就可能面臨巨大風(fēng)險。
對接機(jī)構(gòu)已進(jìn)行 1101次地面試驗(yàn)
陶建中說,對接機(jī)構(gòu)在我國是一項(xiàng)全新技術(shù),許多問題都是以前從未遇到的,其中最主要的技術(shù)難點(diǎn)有四個方面:一是如何保證兩個飛行器相撞時“不撞壞、不彈開”,軟硬適度;二是如何保證很多相互矛盾的動作(如推-拉、合-分等)組合在一起具有高可靠度;三是許多復(fù)雜的產(chǎn)品要協(xié)調(diào)安裝于周邊,中間留出人孔通道,如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成;四是如何在地面充分試驗(yàn)、模擬天上微重力情況下的對接分離過程。
針對對接機(jī)構(gòu)的技術(shù)難點(diǎn),上海航天技術(shù)研究院805所的研制隊(duì)伍進(jìn)行了長達(dá)16年的科技攻關(guān)。對接機(jī)構(gòu)在“上天”之前,已經(jīng)在地面上進(jìn)行1101次對接試驗(yàn)、647次分離試驗(yàn)。
對接需10分鐘
陶建中介紹,當(dāng)“神舟八號”和“天宮一號”在同一時刻以同樣的速度到達(dá)同一個地點(diǎn)順利交會,飛行器就將停止控制,讓它們根據(jù)慣性進(jìn)行碰撞,整個對接過程一共大約需要10分鐘時間。
對接過程分為8個步驟:
第一步是“相撞”。在慣性作用下,8噸重的“神舟八號”與8.6噸重的“天宮一號”以每秒0.2米左右的速度進(jìn)行相撞,當(dāng)“神舟八號”上的主動對接機(jī)構(gòu)碰撞上“天宮一號”上的被動對接機(jī)構(gòu),對接過程正式開始。
第二步是“捕獲”。當(dāng)“神舟八號”主動對接機(jī)構(gòu)上的對接環(huán),接到失衡傳感器發(fā)出對接指令信號后,6根滾珠絲桿就會向外推出200多毫米,對接環(huán)上安裝的3對捕獲鎖,撞到“天宮一號”被動對接機(jī)構(gòu)相對應(yīng)的卡板器,就會被牢牢卡住。
第三步是“緩沖”?!吧裰郯颂枴睂迎h(huán)受到撞擊后,將會通過一套傳動機(jī)構(gòu),連向?qū)訖C(jī)構(gòu)上的摩擦自動器和電磁阻尼器,分別吸收縱向和橫向的撞擊能量,進(jìn)行緩沖。碰撞、捕獲、緩沖三個步驟共需要大約60秒時間。
第四步是“校正”。當(dāng)“神舟八號”成功捕獲“天宮一號”并實(shí)施緩沖后,“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿繼續(xù)往外推至300毫米,同時對兩個航天器的姿態(tài)、位置和偏差等進(jìn)行強(qiáng)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時間約需80秒。
第五步是“拉近”。校準(zhǔn)后,“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿緩緩收縮,將兩個飛行器“拉近”,這一過程約需240秒。
第六步是“拉緊”?!吧裰郯颂枴焙汀疤鞂m一號”的對接面上,分別安裝了6組共12把對接鎖,每把對接鎖的拉力達(dá)3噸。當(dāng)兩個飛行器被拉近后,兩個對接面的12把對接鎖一一相扣。
第七步是“密封”。兩個飛行器拉緊后,對接機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動電機(jī)將帶動鋼絲繩系統(tǒng),將兩個連接器面上的密封圈壓縮,保持密封。
第八步是“剛性連接”。通過對接鎖使兩個連接器貼合,實(shí)現(xiàn)“剛性連接”,將兩個航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。
“天神”能不能分離與能否對接一樣重要
第一次成功對接后,組合體飛行12天,對接機(jī)構(gòu)解鎖,兩個飛行器分離,“神舟八號”飛船撤離至相距“天宮一號”目標(biāo)飛行器140米處停泊,按程序進(jìn)行第二次交會對接,再次構(gòu)成組合體。
飛船系統(tǒng)總指揮尚志說,兩個飛行器能不能正常分離,與能不能對接一樣重要。一旦無法分離,未來載人航天器上的航天員就可能面臨巨大風(fēng)險。因此設(shè)置了三種安全措施保證分離。
陶建中介紹說,根據(jù)程序設(shè)計(jì),對接鎖可自動分離,一旦出現(xiàn)故障,也可手動分離,將兩個對接機(jī)構(gòu)掰開;此外,還可以采用火工品將對接機(jī)構(gòu)炸開,實(shí)行強(qiáng)行分離。