专家解析神九天宫手控对接的操作难度

2019-07-11 10:53

  一周前与天宫一号成功实现自动交会对接的神舟九号,将和天宫短暂分离,开始进行此次神九飞天的一项核心任务:与天宫实现手控交会对接。专家分析,手控交会对接对于航天员的操作技能提出了更高的要求,掌握此项技术将对中国载人航天事业发展有标杆性意义。

  手控交会对接要求航天员精准灵敏操作

  中国载人航天工程新闻发言人23日宣布,经任务总指挥部研究决定,天宫一号与神舟九号手控交会对接计划于6月24日12时许实施,航天员将手动控制神舟九号飞船完成与天宫一号的交会对接任务。

  自本月16日神舟九号飞船发射入轨后,18日神舟九号与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接对接,形成组合体,三名航天员景海鹏、刘旺、刘洋成功进入天宫一号。

  中国载人航天工程新闻发言人介绍,组合体运行正常,3名航天员状态良好,各项科学实验顺利实施,实现了短期有人照料的组合体飞行,达到了预期的目的。目前,天宫一号与神舟九号实施分离及手控交会对接准备就绪,地面测试系统工作正常,满足手控交会对接任务要求。

  据了解,空间交会对接技术分为自动对接和手控对接,去年发射的神舟八号,已经使中国成功掌握自动交会对接技术,而此次神九与天宫的手控交会对接,对于中国全面掌握空间交会对接技术意义重大。

  就此次手控交会对接的难度,中国航天科技集团五院导航与控制分系统主任设计师解永春介绍,相比于自动交会对接,手控对接不仅对飞船控制系统提出了更高的要求,更重要的是对航天员的操作技能提出了高要求。解永春说:由于需要航天员亲自参与对接操作,手控对接过程中,航天员操作技能和精神状态等随机因素都可能对对接造成影响,航天员的操作既要精准又要灵敏。

  据悉,为了成功完成手控交会对接,航天员在进场前已经进行的非常严格的训练。男航天员完成了506学时1360次手控交会对接操作,具备了在各种条件下成功实施手控交会对接的能力。女航天员也已完成90学时130次手控交会对接操作,具备了辅助正常交会对接的能力。据了解,在神九乘组中,手控对接任务主要由两名男航天员执行,女航天员进行一些辅助操作。

  手控对接分三步走耗时与自动对接差别不大

  据了解,神舟九号飞船与天宫一号的手控交会对接过程跟自动对接过程完全相同,只不过是在最后的对接过程中采用人工操作的方式。手控交会对接的过程大致可分为以下三个阶段:

  第一步分离:神舟九号载人飞船将与天宫一号目标飞行器分离,飞船自动撤离至400米左右停泊点。做好与天宫一号重新交会对接准备。

  第二步自动接近:停留2分钟后,神九将采用地面测控支持下的自动交会接近至120米。

  第三步手动对接:航天员在地面授权下控制交会对接过程,调整相对位置和相对姿态,通过操作平移控制手柄实现对接。航天员要看着电视图像,根据实时传输的数据,如距离、高度、轴线差别、相对速度等,让两个航天器一点点逼近,根据仔细计算决定速度变化方案,完成交会对接。

  对于手控交会对接的耗时问题,解永春表示,从交会对接的时间上来看,两种对接方式没有太大的差别,航天员在对接操作所消耗的时间上可以自己掌控,手动对接也不见得就比自动对接慢。

  自动对接、手控对接将相互备份

  2011年11月,神舟八号和天宫一号在太空中的深情一吻,标志着中国继美国和俄罗斯之后,成为世界上第三个完整掌握空间对接技术的国家。

  据了解,在空间交会对接方面,迄今为止美俄两国共进行了300多次交会对接,美国以手控为主,曾失败过2次,俄罗斯以自控为主,失败过15次,因而手控交会对接的成功率更高,原因是出现故障时航天员可以随机应变。

  对此,解永春表示,这两种交会对接方式是互相独立的,是可以互相备份的。对于载人航天飞船来说,每一个环节都需要有非常可靠保障,如果自动对接方式出现问题,手控对接可以作为一个完全独立的对接方式进行补充备份。

  神舟八号让我们成功突破了自动交会对接,此次神九与天宫的这两次手控交会对接,将使中国完全掌握空间交会对接这项技术。解永春表示,此次手动交会对接对于实现中国载人航天事业有标杆性的意义,将为后续工程发展奠定基础。

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