天宮一號、艙外、天鏈

　　文/羊城晚報記者餘姝通訊員牛麗君

　　11月3日凌晨，隨著神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在太空成功進行首次無人交會對接試驗，我國成為了世界上第三個自主掌握並成功實施航天器空間交會對接技術的國家。3日，中國載人航天工程新聞發言人武平在國務院新聞辦舉行的天宮一號/神舟八號交會對接新聞發布會上透露，神舟八號飛船和天空一號目標飛行器上使用的對接機構，采用的是導向板內翻式的異體同構周邊式構型，由我國獨立研制和生產。此外，武平還透露，天宮一號和神舟八號的第二次對接將考慮在陽光下進行。

　　自主研制神八600多臺設備

　　武平介紹，神舟八號飛船和天空一號目標飛行器上使用的對接機構，采用的是導向板內翻式的異體同構周邊式構型，由我國獨立研制和生產。目前國際上使用比較多的對接機構有兩類：一類是異體同構周邊式的對接機構，多用於美國航天飛機；另一類是『錐—杆』式對接機構，常見於俄羅斯飛船和歐洲ATV飛船。

　　據介紹，從上世紀90年代中期起，我國開始了對接機構的研究工作，早期和俄羅斯進行過方案性的技術交流，而後展開了自主的工程研制，累計地面試驗達1000多次，並於2010年10月獨立生產完成第一個正式的飛行產品，分別裝在了神舟八號飛船和天宮一號目標飛行器上，使我國成為世界上能夠獨立研制、生產對接機構的國家之一。目前我國已建成一套對接機構的設計、生產、試驗體系，這次天宮一號和神州八號對接機構上的部組件，都由我國自己研制生產。另外，神州八號飛船上有600多臺套設備，也全都是中國自己研制的。

　　武平強調，對接機構在技術上相當復雜，主要有以下三個方面：一、系統組成非常復雜。它是一個非常復雜的機電一體的設備，由數百個傳感器、上千個齒輪、數萬個零件組成，通過電機、控制器來驅動和控制。二、功能和性能要求很高。兩個重達八噸多的飛行器在空間的軌道上即便是以很小的相對速度接觸，碰撞能量也很大。對接機構既要保證相互之間能夠牢固地抓住，同時還要能夠吸收掉碰撞的能量。所以，對接機構既要有足夠的柔軟度，又要有一定的吸收能量的能力。既要保證把兩個飛行器剛性地連接在一起，還要保證它的密封，同時也要能夠順利地分開，設計上必須平衡好參數的選擇。三、地面試驗的難度很大。工程師要在地面盡量創造出一系列試驗條件來模擬對接機構在太空中的失重、高低溫、真空環境，在這種條件下做試驗纔能最真實地反映對接機構的功能和性能。然而，要在地面模擬這種環境，建立這種設施和設備，難度也非常大。為了充分進行地面試驗驗證，我國建設了一大批目前國際一流的地面試驗設施設備。

　　此外，在攻克技術關鍵的過程中，我國研制單位付出了很多努力。例如，在設計中科技人員用仿真先行，通過仿真計算設計一個虛擬樣機，實際就是數字對接機構，進行大量仿真計算，一方面優化了設計，另一方面也減少了實物投產，縮短了研制周期，節省了經費。

　　據介紹，我國從上世紀90年代初開始實施載人航天工程以來，帶動了冶金、原材料、特種機械、電子元器件等相關產業的產業技術創新、工藝技術創新以及產業提昇，與普通國民的生活息息相關。比如最常見的紙尿褲，還有方便面中的蔬菜包，都是來源於載人航天的技術；航天食品技術可以應用於日常的食品保鮮；飛船上使用的環境控制和生命保障系統，可以形成一個救援艙，用在礦難的救援工作中；再如航天員在太空中骨密度減少問題比較嚴重，對它相關的研究和防護就可能對地面老年人骨丟失問題的治療有所幫助。

　　『天神』或在陽光下二度對接

　　武平介紹，空間飛行器交會對接技術是載人航天的一項基本技術，突破和掌握這項技術是載人航天發展不可逾越的一個重要階段。這次交會對接的成功標志著天宮一號和神舟八號交會對接任務取得重要的階段性成果，後續還要繼續對組合體的飛行控制以及對接機構的分離進行考核。按照計劃，組合體飛行12天左右，還將擇機進行第二次交會對接試驗，再次構成組合體，繼續飛行2天。此後，兩航天器分離。武平介紹說，在確保安全和可靠的前提下，會盡可能增加空間試驗的次數，進一步考核對接機構的重復使用性能，以及交會測量設備在不同空間環境下的性能。這次交會對接是在地球沒有太陽光照射時完成的，下一次對接會考慮在有陽光的情況下進行。

　　此外武平還透露，神州八號和天宮一號對接成功，對於實現我國載人航天『三步走』的發展戰略、推動載人航天的持續發展，具有至關重要的意義。武平透露，中國政府已經批准了載人航天事業後續的發展規劃，即在2016年左右將完成我國載人航天『三步走』戰略中的第二步，建設自己的空間試驗室。在2020年前後將建設載人空間站。按照目前的規劃，明年還會有兩次交會對接飛行，並將進入空間試驗室和空間站的建造階段，突破貨運飛船推進劑的補加、航天員長期駐所需要水和氧氣的再生的關鍵技術，貨運飛船的發射也已提上日程。

　　首次空間科學應用國際合作

　　此外，武平還透露，這次神舟八號飛行過程中，還將首次展開我國載人航天工程在空間科學應用領域的國際合作。根據2008年5月中國載人航天工程辦公室與德國國家宇航中心簽署的協議，雙方在神舟八號飛船上聯合進行空間生命科學試驗。由於神舟八號是無人飛行，因此航天員座椅的位置安裝上了通用生物培養實驗裝置，德方負責提供生物培養箱，中方負責研制控制設備和與飛船的接口裝置。中德雙方的科學家在這次神舟八號飛行過程中，將利用這個裝置開展17項空間生命科學的實驗。17項實驗中，中方有10項，德方有6項，還有1項是聯合開展。除了神八飛船上搭載的實驗裝置以外，天宮一號上也將開展多項科學實驗，包括空間對地的遙感探測應用、空間材料科學試驗和空間環境以及空間物理探測實驗。另外，還有一件事很有意義，這次天宮一號目標飛行器上搭載了300面國際宇航聯合會的會旗。

　　餘姝、牛麗君