從相距一萬公里,到合二為一,神舟八號與天宮一號在茫茫太空,尋找著彼此。為了獻上一個完美的飛吻,五湖四海,“導演們”正全神貫注。
今晚,這幕愛情劇即將開演。明晨,星空將見證心動時刻。
■天宮一號
萬事俱備 只等神八
9月29日,我國首個空間實驗室的雛形“天宮一號”發射升空。在昨天淩晨“神八”發射前夕,它已在軌飛行32天,累計飛行500余圈。
在這32天的寂寞旅途中,天宮一邊做著自己的規定動作,一邊等待神八到來。
進入太空不久,天宮就兩次變軌,進入更高的近圓軌道。北京飛控中心副總工程師李劍介紹,因受高層大氣阻力的影響,發射後,天宮的軌道高度會逐漸緩慢降低,所以發射後兩度抬腿,升至更高的近圓形軌道,這樣一來,等神八發射時,它就能自然降至約343公里的交會對接軌道,減少發動機開機,節省燃料。
經32天的耐心等待,11月1日,天宮終於迎來心儀的“對象”——神舟八號無人飛船。
此前,它已順利完成平臺在軌測試,包括遙控指令、控制開關、圖像發音設備、艙內溫度濕度、交會對接設備等。同時,經科學實驗載荷在軌功能檢查,各項設備狀態正常。
同時,為迎接神八進入太空,天宮一號還調轉腦袋,將頭部的交會對接機構,迎向神八飛來的方向。
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,已“萬事俱備,只等神八”。
當神八慢慢靠近“天宮一號”時,它也將同時“捕捉”神八。神八與天宮一號交會對接後,將組成組合體運作。此事,神八將“熄火”,跟著天宮一號漫步太空,這也將是一個全新的考驗。
■對接位置
甘陜上空 牽手相會
神八與天宮交會對接的時間,預計為明日淩晨。這時,它們正飛行在我國甘肅、陜西的上空。
交會對接為何選擇在我國上空實現?北京飛控中心總體室工程師陳翔介紹,首先甘肅、陜西兩地的測站分佈比較密集,屬於搭界弧段,可實現測控全可見。
同時,甘陜兩地又處於兩顆中繼衛星,即天鏈01星和天鏈02星的覆蓋地段,能夠保證神舟八號和天宮一號從相距140米的停泊點,到最終的靠攏鎖緊階段,整個過程都在我國觀測範圍內。
“測控全可見的意義在於,一旦出現緊急情況,能夠及時進行測控,第一時間進行處理,從而保證各類操控的可靠性。”陳翔補充説。
由於軌道運作原因,第一次交會對接的整個過程正好處於夜間,即太陽光無法照射的陰影區,肉眼很難看到,只能通過專業手段進行觀測。
第二次交會對接則預計處於白天,實現位置基本也處於我國甘肅、陜西上空。
■北京飛控
整個天地協同控制
測控通信系統副總設計師麻永平介紹,北京航太飛行控制中心負責整個天地協同控制,而這也是交會對接任務的難點。
與以往單個目標控制不同,交會對接中,需同時控制天宮與神八,關聯到兩個航太器之間相對的位置、相對的速度,控制任務更為複雜,也更加綜合。“從單打變成雙打,遠遠不是簡單的1+1等於2的關係”,北京飛控中心副總工程師周建亮此前接受採訪時表示,從固定靶到移動靶,對測控的考驗大大提升。
“重達8噸多的兩個航太器,在太空以將近3萬公里的時速進行對接,如果位置稍微有一些偏差,可能這兩個目標會擦肩而過,或發生碰撞,都會導致任務的失敗,所以精度要求是非常高的。”周建亮説。
作為整個任務實施過程中的神經中樞,北京飛控中心已做好充分準備,明確了21項關鍵技術狀態,制訂了70余個飛控實施方案,進行了任務定崗定位及協同工作演練,進一步提高人員的應急處置能力。
■遠望3船
任務地點嚴陣以待
中國衛星海上測控部副主任吳錦高介紹,參加這次空間交會對接測控任務的,分別是遠望三號船、遠望五號船和遠望六號船3艘航太遠洋測量船。目前均已在任務海域待命。
交會對接過程中,當對接機構鎖緊後,其狀態到底怎樣?這個數據非常重要。3艘測量船需要將這個數據採集下來,送給北京飛控中心,才能得知最後交會對接的狀態。
吳錦高介紹,此次任務都佈置在太平洋海域,主要為延長交會對接走廊的測控弧段,為了更好地掌握兩個飛行器最後的對接鎖緊情況。
在天宮與神八飛吻的前前後後,3艘測量船需要在神八和天宮一號兩個目標之間切換跟蹤,設備技術狀態轉換頻繁,其中關鍵在於第一次、第二次對接過程監視及飛行器撤離過程監視。
一般情況下,任務實施前5至7天,測量船就需趕到任務海域,對測控設備進行全面檢查和維護,對預定任務海域的流速、流向、風力、風向等海區水文氣象和電磁環境進行調查,並開展模擬演練,驗證方案、預案、流程的正確性和參試人員的綜合能力。
■雙星測控
中繼衛星保駕護航
要想實現天宮與神八在太空成功交會,精準的測試與定位是關鍵。
神舟飛船圍繞地球飛行時,一個地面站捕獲飛船的時間,為六七分鐘,為讓太空傳輸下來的畫面、語音不間斷,地面站、測量船一個接一個地把信號接收下來。
自“天宮一號”開始,此前先後發射的兩顆中繼衛星已大顯身手。一顆中繼衛星可連續跟蹤目標飛行器50多分鐘,實現約40%的連續測控通信覆蓋。有中繼衛星“保駕護航”,使得我國載人航太測控通信網的覆蓋率提升到70%。
昨晨7時08分,中繼衛星準確“捕獲”神舟八號,成功建立通信鏈路。由此,天鏈01、02星開始攜手,為天宮、神八飛吻全程提供可靠的測控通信保障。
載人航太工程測控通信系統副總指揮黃惠明介紹,中繼衛星系統是一種新型空間資訊傳輸系統,可為航太器提供跟蹤、測控、數據中繼等多種服務。
在後續任務中,中繼衛星為天宮一號和神舟八號提供遙測、遙控、圖像、話音數據的實時高速傳輸和測定軌服務。