神十一“太空之吻”技术含量有多高?
2016-10-20
19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。这是天宫二号发射入轨以来首次与神舟飞船的交会对接,也是中国第五次载人交会对接。那么,和此前几次对接相比,此次对接有哪些技术进步呢?
天宫二号和神舟十一号交会对接的轨道高度为393公里,这个高度与未来空间站的轨道高度基本相同,应该说这次对接的外部环境更接近于“实战”。这个高度比前几次对接高了50公里,由于轨道高度增高,空气更稀薄,接近真空,温度低至零下269摄氏度。在这种情况下,一旦飞船偏航,可能会引起返回舱温度过低,设备结露,或导致推进舱贮箱和发动机温度过高,因此要对热控设计进行改进。另外,轨道高度更高,空间高能粒子分布区域越广阔,粒子通量越大,对设备产生危害可能性就越大,所以需要对暴露在外部的设备进行额外防护。另外,神舟十一号飞船用于导航的敏感器进行了升级换代。升级后的敏感器的太阳杂光抑制能力、识别目标敏感度均大幅提升,即便是在光照强烈、光线条件复杂的区域也能快速准确地捕获目标。
专家表示,中国未来的空间站建成后吨位会更大,调整轨道姿态需要耗费大量燃料,这意味着今后的交会对接不能再像以往那样先让“天宫”主动调整位置,然后发射飞船,而是先要准确预报空间站的位置,再让飞船去追它。这要求能对空间站运行轨道进行长时间的精确预报。这次对接前对轨道控制参数的计算精度、计算效率比以往更高,能够把飞船准确引导到距离天宫二号50余公里的地方,再由天宫二号飞船上的微波雷达和光学系统进行自主捕获和引导。
有专家表示,这次交会对接从技术上讲总体上是量的提高,并没有质的变化。在我们为航天取得的成绩感到鼓舞的时候,也要客观冷静地看到,交会对接技术是美苏上世纪60年代已经实现并成熟的技术。未来,中国的交会对接技术还要进一步提高可靠性和成功率,一百次对接就要一百次成功。一旦对接失败,可能意味着巨大浪费。如果发生撞击,后果更为严重。1997年6月25日,俄罗斯的“和平”号空间站与“进步”M34号飞船进行例行的重新对接试验,飞船与“和平”号光谱舱发生碰撞事故,把舱体靠近散热器处撞了一个300平方毫米的孔,并使两块太阳能帆板偏转了角度,造成空间站电力减少一半。
另外,中国或许也应该着手研究新的航天器交会对接方式。目前国际空间站的对接方式是先使用机械臂抓住准备对接的飞船,将其引导到对接点进行对接。例如2012年5月,SpaceX公司的“龙”飞船首次与国际空间站对接时,就是先由NASA和SpaceX联合控制小组控制无人驾驶的“龙”飞船缓慢靠近国际空间站的机械臂工作范围内。机械臂捕获飞船后,“龙”飞船和它的货物被引导与美国制造的“和谐”号节点舱进行对接。这种对接方式的安全性和灵活性更高一些,但需要空间站上的人员操作。▲
(范剑)