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神八最快明早发射 钱学森弟子朱毅麟:要求严格-热点资讯网

2019-04-24 13:40
  • 神八最快明早发射 钱学森弟子朱毅麟:要求严格

  • 时间:2011-11-01 新闻来源: 新闻晨报
  • ■最终精确的发射时间须在发射前4小时据“天宫”飞行状态进行微调

      ■中国载人航天工程首次国际合作将在“神八”上进行,涉及空间生物实验四大领域

      □晨报特派记者 张岂凡 酒泉报道

      10月29日下午完成全区联合演练后,神舟八号已具备发射条件,发射进入倒计时阶段。昨日下午,晨报记者进入酒泉卫星发射中心发射区,近距离接触到神舟八号飞船以及搭载它的改进型长二F火箭。茫茫戈壁滩中,火箭在天蓝色发射架的保护下,屹立于天地分界线上。

      同时,记者从昨日上午召开的神舟八号任务情况介绍会上获悉,11月1日早上6点到6点半,神舟八号将迎来第一个最佳发射窗口,6点为零窗口,而下一个最佳发射窗口,将是11月3日的早上。

      在情况通报会上,专家表示,发射窗口约束将保证神舟八号与天宫一号交会对接时,我国测控系统能够监视到。此外,“神八”飞船在运行过程中将开展由中德双方合作的生命科学实验,系中国载人航天工程中开展的第一次国际合作。

      运载火箭今日加注燃料

      神舟八号箭塔组合体于10月26日上午垂直转运至发射区后,已经先后组织实施了火箭、飞船功能测试及接口匹配检查、船箭地联合检查、首区合练及电磁兼容性试验等工作。

      29日下午,神舟八号顺利进行全区联合演练。全区联合演练,是按发射流程进行的综合模拟演练,其目的是为了有效验证各系统工作状态。演练结果显示,各系统组织指挥顺畅,技术状态正确,参试设备工作正常,已具备发射条件。

      昨日下午,晨报记者在酒泉卫星发射中心发射场看到,在茫茫戈壁滩中,神舟八号飞船以及搭载它的改进型长二F火箭在天蓝色发射架的保护下,屹立于天地分界线上。

      发射区工作人员向记者介绍说,火箭加注燃料前的准备工作已基本完成,并通过加注前的评审,昨天进行加注前的准备工作,今日火箭将开始加注,等待发射。

      清晨发射是为对接时能监视

      10月30日19时34分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号偏航180度,建立倒飞姿态,这标志着天宫一号已为实施首次空间交会对接做好了准备。记者从情况介绍会上获悉,11月1日早上6点到6点半,神舟八号将迎来第一个最佳发射窗口,6点为零窗口,而下一个最佳发射窗口,将是11月3日的早上。

      对于神舟八号的发射窗口选择在清晨,中国航天科技集团空间技术研究院(五院)神舟八号项目副总指挥穆东明表示,“神八”不是一定要早上发射,主要的窗口约束是保证在对接时在我们国家能看得见,“如果对接时在地球的另一面,我们看不到它们是怎么对接的。”穆东明解释说,“我们说的这个‘看得到’,不一定是指白天,只是保证我们的测控系统能够监视到。”

      专家表示,为了达到这个目标,神舟八号的最终精确发射时间要到正式发射前4小时才能确定,并将根据天宫一号的飞行状态进行微调。目前,北京航天飞行控制中心正在认真收集分析空间天气监测数据、研究制定应对措施,在对天宫一号实施精确轨道预报和控制的同时,抓紧计算神舟八号发射的精确窗口时间。

      在完成发射后,“神八”在空中将与天宫一号进行两次交会对接,是否是出于缩短试验周期的考虑?对此,穆东明表示,既然上去能完成就提前完成,“好不容易上去一次,多一次验证机会更好,当然也有风险。”

      穆东明表示,两次对接的难度不一样,间隔的时间要根据轨道和飞船整个姿态来计算,目前飞控实验队还在做工作。“两次间隔的时间将考虑到‘神八’和天宫一号对接时,处于我们可控范围内。”

      虽然此次“神八”飞船并不载人,但穆东明表示,飞船仍是按照有人的状态设计的,相对的环境、医学指标等,也应该是一致的。“在无人状态下飞船也是需要装假人的。因为(飞船)需要一个配重,否则座椅是空着的,不符合设计要求。这不同于搭载,是任务要求。”穆东明补充说。飞船的飞行本身也是验证试验的一部分,如果“神八”的数据结构比较好,也就是基本具备了载人的条件,对明年发射的“神九”、“神十”来说是很重要的。

      中德合作开展空间实验

      与此同时,即将与天宫一号对接的“神八”飞船,在运行过程中要进行哪些空间实验?中国科学院空间科学与应用总体部总体室主任设计师赵黎平昨日透露,在“神八”飞船的实验舱中,将开展由中德双方合作的生命科学实验。赵黎平强调说,这次中德合作,是中国载人航天工程中开展的第一次国际合作。

      2007年5月,中国载人航天工程办公室与德宇航等单位进行了四次会谈,初步确定了使用德方设备在神舟飞船上开展空间生命科学研究实验,并于2008年5月签订相关协议。

      据悉,此次“神八”的空间实验共有17项,涉及了空间生物四大领域,包括基础生物学、空间生物技术、先进的生命支持系统中的生物学,以及空间辐射生物学。其中,中方实验项目10项,德方实验项目6项,中德合作项目一项。而在中方负责的实验中,涉及的样品,既有动物、植物,又有微生物。

      据赵黎平介绍,此次实验用的“通用生物培养箱”由德方研制,而中方负责电控箱的研制。

      [为“天宫之吻”作出的改进]

      ■运载火箭的改进

      运载能力、入轨精度、可靠性都有提高

      “与神舟七号运载火箭长征二号F遥七相比,“神八”的运载火箭共有191项技术改进。”中国航天科技集团火箭研究院(一院)副总工程师张智在昨日上午的情况介绍会上说,“具体说来主要在运载能力、入轨精度和火箭可靠性三方面进行提高。”

      在运载能力方面,张智表示,运载能力的提高是因为目标飞行器“天宫一号”的需求而提出的。“发射神舟一至七号飞船时,火箭的运载能力是8吨。进入交会对接阶段,工程的总体要求我们把运载能力提高到8.130吨。”“其次,因为火箭要发射飞船去交会对接,火箭的入轨精度必须也要提高。”张智继续表示,“在某些参数上有倍的差别,比如说入轨的轨道倾角的精度,原来是0.15,现在达到0.05。”“最后,可靠性对于我们是无止境的工作,火箭的十个分系统中绝大部分都进行了旨在提高可靠性的改进。”张智介绍说,此次长征二号F遥八火箭对许多关键的系统进行了冗余的设计,对于不能进行冗余设计的系统,则保留足够的安全系数和剩余强度系数。

      ■神舟飞船的改进

      增加对接机构、测量工具,改变动力系统

      中国航天科技集团空间技术研究院(五院)神舟八号项目副总指挥穆东明介绍说,围绕验证交会对接的任务,神舟飞船作出三项主要的改进。

      “第一,增加了对接机构,这是必须具备的硬件条件。”穆东明说,第二个方面,则是在飞船上增加相应的测量工具。

      “空间两个飞行器对接是一个多自由度的控制,它没有轨道,而且是高速飞行,所以需要测量。相应的我们安装了雷达系统,测距离、速度、角度、姿态。”穆东明解释说,除了雷达系统,他们还在飞船上安装了光学系统,为了能够“看得更清楚”,并能使对接过程能够更加平稳。此外,包括进行信息交换的空中通信机等设备也被加入到飞船上,以达到完成交会对接的任务要求。

      同时,穆东明表示,为保障对接,“神八”飞船在动力系统上也作出相应的改变。“我们增加了平移发动机。”穆东明说,增加的平移发动机能保证在对接的时候,飞船的动力系统的运行能够更自如。中国航天科技集团上海航天技术研究院(八院)飞船电源分系统指挥毕雨雯补充说,电源系统也提高了能力,提高幅度达到50%。

      ■晨报记者专访钱学森弟子朱毅麟

      “神八”最终会以0.2米每秒的相对速度“吻”上天宫一号

      朱毅麟:航天专家、国际宇航科学院院士、中国空间技术研究院研究员、钱学森弟子

      □晨报特派记者 杨育才 北京报道

      晨报记者:从发射上来说,承担着交会对接任务的“神八”和其他“单飞”的飞船是否有不同呢?

      朱毅麟:当然有很大的不同。“神八”发射升空之后,要想以最“轻松”的方式和天宫一号完成交会对接,就必须共面发射、零窗口发射。

      所谓共面发射,就是“神八”升空之后进入的轨道,要和天宫一号所在的轨道处于同一个平面,否则交会的几率很小。如果“神八”升空后再变轨进入天宫一号的轨道面,就需要消耗数倍的燃料才能调整到位。在进入同一轨道面的基础上,“神八”和天宫一号之间的相位角(即“神八”、地面和天宫一号之间形成的夹角)还要尽可能的小,以缩短交会的时间。

      上述两个要求决定了“神八”的发射窗口非常严格,即零窗口发射(指一旦确定好发射时间,必须分秒不差地将火箭点火升空,不允许有任何延误与变更)。共面发射和零窗口发射,都可以节省大量燃料,使交会对接变得更加容易。以往的飞船发射则不用考虑这两个因素,因此发射窗口的选择余地大得多。

      记者:“神八”和天宫一号的交会对接具体是如何完成的?

      朱毅麟:这其实可以分为两个步骤,即交会和对接。在和天宫一号交会之前,“神八”还需要进行1到2天的在轨测试,然后再和天宫一号进行交会。

      交会前,“神八”和天宫一号的速度基本相同,但一个在前,一个在后。如果天宫一号在前,在交会时,为了节省燃料,由天宫一号降速“等待”“神八”,而不是“神八”加速“追上”天宫一号。

      天宫一号降速之后,每走一圈,双方的距离就缩短一点。如同长跑比赛一样,跑得慢的选手和跑得快的选手会在跑道上碰到一起。

      等到两者距离在1公里以内,这时候才考虑对接。跑得快的“神八”将“刹车”,通过测距、制导等设备进一步缩短与天宫一号的距离,最后以0.2米每秒的相对速度实现对接。

      记者:天宫一号将先后和 “神八”、“神九”以及“神十”交会对接,“神八”不搭载航天员,“神十”将搭载航天员,“神九”是否上人将根据“神八”任务情况。哪些因素将决定“神九”是否搭载航天员?

      朱毅麟:“神九”上不上人,将根据“神八”和天宫一号的交会对接情况来定。具体而言,影响的因素不仅包括这两次的对接和分离情况,还有地面测控情况,以及“神九”发射时航天员的准备情况等等,只有这些都没有问题,“神九”才会搭载航天员。

      记者:根据我国载人航天工程第二步任务规划,我国还将陆续发射天宫二号和天宫三号。它们和天宫一号相比有什么不同?

      朱毅麟:天宫一号只能算是个空间实验室的雏形,而天宫二号、三号将是我国真正意义上的空间实验室,可以满足短期有人值守的条件,航天员可以在上面呆上一周左右。

      从结构上看,特别是天宫三号还有可能具备两个对接机构,分别和载人飞船与货运飞船对接。体积也比天宫一号更大,需要更大推力的火箭才能发射入轨。

      记者:在天宫一号突破交会对接技术之后,中国航天人还需要突破哪些关键技术,才能建成中国自己的空间站?

      朱毅麟:空间站需要航天员能够长期值守。航天员要实现长期驻守,首先须解决空间站的物资补给,这就需要突破再生式环境保障系统,将废水甚至尿液回收处理再利用。

      此外,空间站必须具备几年到十几年的长寿命,建设空间站的材料以及太阳能电池板如何经受住高辐射、高温差等恶劣环境,也是一大问题。

      还有空间站的核心舱,比现在的神舟飞船和天宫一号都大很多,需要大推力火箭。

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