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交會對接過程示意圖
天宮一號建立倒飛姿態做好交會對接准備
30日19時34分,在北京航天飛行控制中心的精確控制下,天宮一號偏航180度,建立倒飛姿態,這標志著天宮一號已為實施首次空間交會對接做好了准備。
據北京航天飛行控制中心主任陳宏敏介紹,天宮一號目標飛行器自9月29日在酒泉衛星發射中心發射昇空後,在地面指令引導下,先後完成了多次軌道控制和平臺在軌測試工作,於30日進入距地面高度約343公裡的近圓形交會對接軌道。截至30日19時30分,天宮一號已在軌運行30天22小時。根據各項遙測數據監視判斷,天宮一號飛行正常、姿態穩定、能源平衡,各項試驗進展順利,具備執行首次交會對接的條件。
交會對接是一個復雜過程
神舟八號飛船即將起航、中國首次空間交會對接即將拉開序幕之際,中國載人航天工程總設計師周建平30日接受新華社記者專訪,對這次任務的意義、中國未來空間站的建設及載人航天工程的發展進行了全面解讀。
周建平,1957年出生,湖南望城人,國防科技大學固體力學專業博士,曾任中國載人航天工程辦公室總體室主任,酒泉衛星發射中心總工程師。
A
『交會對接為空間站建設
奠定堅實基礎』
記者:載人航天為什麼必須突破交會對接技術?
周建平:載人飛船只是天地往返的運輸工具,飛行時間短,有效載荷重量小,而空間站規模可以比較大,在軌運行時間長,是保證人類空間活動的最有效的空間設施。交會對接使得運輸工具和平臺得以聯接在一起,不僅能把人送進空間站,還可以用於貨物補給和空間站建造。更遠的航天活動比如登月、訪問火星,使用交會對接技術則可以實現方案優化、提高效率、降低風險和難度。
記者:對於載人航天工程的未來發展,掌握交會對接技術意味著什麼?
周建平:交會對接技術的掌握為中國建設空間站奠定了堅實基礎。我們已經掌握了載人飛船的基本技術和空間出艙技術,一旦掌握了交會對接技術,就具備了建設空間站的基本技術和能力,為開展更大規模的航天活動提供了可能性。
記者:這次交會對接任務的難點在哪裡?
周建平:交會和對接是最大難點。首先,為了使神舟八號與天宮一號處於同一個軌道面,火箭發射入軌的精度要求比過去提高了三倍到五倍。第二,交會過程對測量、控制提出了很高的要求,不僅要保證『看得見、找得到』的精度,還要充分利用航天器軌道特點尋找能量消耗最少、最優化的控制算法。第三,兩個航天器靠近後能不能『接得上』,從接觸、捕獲、緩衝到最終對接上,對接機構是難點。
B
『獨立自主與高效經濟
是中國特色』
記者:世界上已經有過300多次空間交會對接,我國在這個領域起步晚,是否具備後發優勢?
周建平:交會對接的原理並不難,工程實現卻非常復雜。人類的科技成果可以借鑒,但技術是買不來的,所有技術和產品都必須由我們自己完全獨立研發。
記者:獨立自主是中國航天發展的重要原則。
周建平:對,中國航天一直是在獨立自主自力更生地發展,形成了獨立的工業體系、技術體系和創新體系。有句話說『站在巨人肩膀上』,但僅僅站在人家肩膀上是不行的,還得有自己的肩膀、把自己的基礎打牢。任何領域都是這樣,引進是好事,但一定要消化、吸收、再創新、堅持自我發展,這樣纔能最終實現超越。
記者:同樣是交會對接,我們的方案有哪些『中國特色』?
周建平:高效、經濟是我們的特點。比如天宮一號,兼顧了空間實驗室和交會對接的需求。我們本來設想先搞交會對接、再建空間實驗室,後來經過反復論證,決定同時驗證兩項技術,不僅更經濟,也能夠提高驗證效率、縮短研制進程。
C
『中國空間站
將向全世界開放』
記者:您能描繪一下中國未來的空間站嗎?
周建平:未來空間站由三個艙段組成,重量大概在60噸量級,加上載人飛船和貨運飛船將達到80多噸。這個規模能夠滿足我國空間科學研究的急需。
記者:中國發展空間站的內在需求是什麼?
周建平:今天,我們的生活已經離不開空間應用,最典型的例子就是通信、氣象、資源衛星。空間還有更多資源,比如微重力、高真空、高輻射,能夠幫助我們獲得新的知識、新的發現、新的產品,加深人類對我們所處宇宙和生命演進過程的了解。這就是我們發展空間站的需求和動力。
記者:中國未來空間站會向其他國家開放嗎?
周建平:我們會向全世界開放空間站。中國的空間站不僅將給中國的科學家提供空間科學研究場所,也會通過各種國際合作為其他國家科學家提供平臺。通過空間科學研究獲得的新知識應該是人類共同的財富,讓全世界都能受益。
D
『中國航天規模
是適度的』
記者:國外曾有聲音質疑中國航天發展步子邁得太快,您怎麼看這個問題?
周建平:我們這些年的發展的確很快,但這是相對於過去規模小、發展慢而言的。目前我國經濟規模居世界第二,如果把航天看成一個工業體系,與國家經濟同步發展也是正常的。更重要的是,我們在發展快的同時高度重視可靠、安全。雖然也有過失敗,但中國航天十幾年來的發射成功率在全球是比較領先的,這是中國航天人不斷奮斗的結果。
記者:與其他航天大國相比,中國航天的規模和投入如何?
周建平:近年來,美國NASA每年的預算大概在170億到180億美元,超過一半用於載人航天,俄羅斯不斷加大投入,歐洲和日本也保持了平穩發展的態勢。我國載人航天發展近20年來,花費約為350億元人民幣,不及美國一年的投入。中國航天目前的規模是適度的,並沒有超越國家經濟和社會發展的需求,而是腳踏實地一步步按照科學規律辦事。
記者:中國航天在國際上達到了什麼水平?
周建平:美國和俄羅斯無論從航天的成果、門類還是規模來說都很強,我國與歐洲和日本的航天發展各有特點。我國去年航天發射次數全球第二,衛星品種也比較多,但我們在運載能力、空間應用等方面與航天強國還有差距。比如,目前世界主流火箭的運載能力已達到了20噸級,而我們到地球LEO軌道的運載能力還不足。
楊利偉:『中國航天員對空間站充滿期待』
『空間站建成後,載人航天飛行會成為常態化工作。』中國第一位飛入太空的航天員、載人航天工程辦公室副主任楊利偉30日說,中國航天員對未來空間站充滿期待。
按照初步規劃,中國將在2020年左右完成載人航天工程第三步,即建成載人空間站。
包括楊利偉在內的中國首批航天員共14人,目前平均年齡為47歲。楊利偉說,由於飛行次數有限,航天員服役年齡有限,雖然所有航天員都具備執行飛行任務的能力,但他們當中的一部分人很可能沒有機會上天。而隨著空間實驗室、空間站陸續建成,載人航天飛行將越來越多,今後新一代航天員執行任務的機會會越來越多。
航天事業的發展和航天器的逐步完善,讓楊利偉對空間站建設充滿信心。他說,設計中的中國空間站重量為60噸級,比天宮更加寬敞,可容納6人同時開展工作。『如果把我乘坐的神五返回艙比作一居室,費俊龍和聶海勝開展活動的神六返回艙和軌道艙是兩居室,天宮相當於套房,未來的空間站可能就相當於別墅了。』
在提供更好的生活空間和工作平臺的同時,楊利偉認為,空間站的建成有可能讓載荷專家、工程師等非職業航天員加入飛行乘組,『太空游客』乘坐神舟飛船訪問中國空間站的日子也將不再遙遠。
『加強國際合作是航天發展的大勢所趨。』楊利偉說,『中國歡迎其他國家的航天員參與我們的空間站和其他載人航天項目的合作。』
多項更新迎接神八發射
『飛船的每次發射,看似一樣,但絕不是簡單重復』。北京特種工程設計研究院總工程師孫雅度在接受記者采訪時表示,為了確保神八發射成功,發射場對諸多技術和設備進行了更新昇級。
作為發射場系統的總體設計單位,北京特種工程設計研究院在天宮一號順利發射後立即開展了對發射場設備和技術的更新工作。
孫雅度表示,新的設備和技術使得航天發射的可靠性大大增強,同時發射的准備時間也大大縮短。
『這次任務中的天地話音系統是新研制的設備,比神七更進了一步。』孫雅度說,由於采用光纖傳輸取代了以前使用的無線傳輸,從而避免了多徑效應乾擾,使得待發段的語音和畫面質量更加清晰。
高密度發射考驗中國航天
就在神舟八號在發射架上靜靜地等待昇空之時,不遠處的酒泉衛星發射中心總裝測試廠房內,另一型號衛星已經開始發射前的調試工作。『這是我們工作的常態。』酒泉衛星發射中心主任崔吉俊說,『我們已由前幾年的階段性密集發射進入到常態化密集發射狀態。』
酒泉衛星發射中心的忙碌景象,是中國航天領域快速發展的一個縮影。然而,高密度的發射,也給航天系統各部門帶來了挑戰和壓力。
『是否完全有能力應對高密度發射?這是一個艱巨的過程,也是一個巨大的挑戰。』中國航天科技集團副總經理袁家軍認為,『這要求我們能力必須與需求相適應,同時,高密度發射反過來也促進我們能力的提昇。』