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神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

摘要 周三(10月19日)凌晨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。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。

第一白银网10月19日讯 周三(10月19日)凌晨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。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。随后,两名航天员也成功从神舟十一号飞船进入天宫二号实验舱。让我们一起来回顾下整个“牵手”过程吧。

神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

在科技人员精确控制下,神舟十一号载人飞船经过多次变轨,于19日1时11分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。

经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,神舟十一号开始向天宫二号缓缓靠拢。3时24分,神舟十一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

自动交会对接实施期间,航天员景海鹏、陈冬在神舟十一号飞船返回舱值守,密切监视着飞船仪表盘上的各类数据和对接过程,认真执行各种指令发送操作,并通过天地通信系统,迅速准确地向地面报告交会对接实施情况。

形成天宫二号与神舟十一号组合体后,接下来,景海鹏和陈冬将穿舱进入天宫二号,开展空间科学实验了。

据天宫二号官方微博消息,两名航天员要经历3次穿舱。首先要从神舟十一号的返回舱进入轨道舱,再从轨道舱进到天宫二号的试验舱,这个过程要开三次门。由于气压需要慢慢平衡,这个过程大约需要1个半小时。

神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

神州天宫成功对接 将开启四大类十六项在轨试实验

19日凌晨4时40分左右,天宫二号发布消息称,景海鹏已经打开返回舱舱门,进入轨道舱,陈冬还停留在原位。

神十一对接天宫“拥吻”变“追吻”

天宫二号的一项重要使命就是为空间站建设和运行积累经验。所以,此次神舟十一号与天宫二号交会对接将首次模拟未来空间站交会对接方式,即载人飞船利用自身机动能力去追踪空间站。

“追吻”需经过5次轨道控制

“拥吻”变“追吻”,这是本次交会对接的新剧情。此次天宫二号空间实验室在交会对接准备阶段,不再像以往交会对接那样进行轨道控制。神舟十一号要主动出击,“追吻”天宫二号。

记者从北京飞控中心了解到,天宫二号已于10月16日完成了“梳洗打扮”——载人环境配置,并从正飞姿态调整为倒飞姿态,静候神舟十一号的“追吻”。

“神舟十一号载人飞船入轨以后,我们要在两天内控制飞船完成5次轨道机动。”北京飞控中心副总工程师孙军说。这5次轨道控制,分别是抬高近地点、轨道面偏差修正、抬高远地点、轨道圆化和组合修正。

相距50多公里时飞船转入自主控制

以往交会对接也有5次轨道控制,但与神舟十一号的5次控制有着很大不同。神舟八号、神舟九号和神舟十号都是在第五圈进行第一次轨道控制。而神舟十一号第一次轨道控制将是在第四圈进行。“神舟十一号第一次轨道控制提前了一圈,这给飞控中心实现短弧段快速定轨提出更高要求。”北京飞控中心副主任李剑说,这小小变化,对飞行控制技术的挑战非常大,为此他们多次修改论证飞行控制方案,直到找到目前这一最佳方案。

5次轨道控制只是神舟十一号“追吻”的第一步,也叫作远距离导引控制,将神舟十一号与天宫二号由相距100多公里缩短到50多公里。经过5次轨道控制后,神舟十一号和天宫二号就可以开始“眉目传情”了。

“追吻”第二步是自主控制段。“等到两飞行器相距50多公里时,载人飞船将转入自主控制。”北京飞控中心总体室主任陈险峰说,在这种状态下,神舟十一号将依靠航天器上的微波雷达、激光雷达等测量设备,获得信息进行自主控制、相互接近。

“追吻”还将经过近距离导引控制段,最终逼近段,交会合拢段,最终完成紧锁。

对接平移靠拢段将在“阴影区”完成

神舟十一号与天宫二号交会对接,是在距地面393公里的圆形轨道上进行,这比以往交会对接轨道抬高了50公里,比一个马拉松全程距离还要远。

为什么要抬高呢?“主要目的是瞄准空间站轨道,国际空间站是运行在轨道高度400公里左右。”孙军如是解释。

运行在低轨道的航天器,距离地球不够远,仍会有稀薄的大气。受到大气阻力影响,会导致航天器轨道高度不断下降,为了维持相对稳定的轨道高度,就需要消耗航天器自身推进剂。

而轨道越高,大气就会变得稀薄,大气阻力就会变小,轨道衰减就会相对低一些,也就更容易维护稳定的轨道高度并节省燃料。也就是说,此次神舟十一号与天宫二号激情“相吻”会更省力。

神舟十一号与天宫二号交会对接最终平移靠拢段,是在太阳光无法照射的阴影区完成的,这和以往大不相同。神舟九号与天宫一号两次载人交会对接全部在阳照区进行。

“在阴影区进行交会对接,好处在于可以避免阳光直射对光敏感测量设备造成影响,但这会为肉眼观测带来不便。”科研人员解释说,“吻戏”虽然在阴影区进行,但是天宫二号和神舟十一号上都配有照明灯,所以观众们在大屏幕里看到的画面依然会很清晰。

新舞台带来的是“国际范”。要知道,目前在轨运行的国际空间站,轨道高度是距地面397公里,我们的空间站差不多也是在这个高度。“国际范”意味着,神舟十一号与天宫二号的这一“吻”将揭开未来空间站的剧情大幕。

即将开展四大类十六项在轨试(实)验

在神舟十一号发射之前,中国载人航天工程新闻发言人武平介绍说,此次任务的主要目的,一是为天宫二号空间实验室在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术;二是与天宫二号空间实验室对接形成组合体,进行航天员中期驻留,考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力以及航天员执行飞行任务的能力。另外开展有人参与的航天医学实验、空间科学实验、在轨维修等技术试验以及科普活动。

在今天交会对接形成组合体后,航天员进驻天宫二号,组合体在轨飞行30天。其间,两名航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活,按计划开展有关科学实验。

据中国航天员科研训练中心航天员系统副总设计师黄伟芬介绍,航天员系统策划了四大类十六项在轨试(实)验,包括脑机交互技术在轨适用性研究、植物栽培关键技术验证、在轨味嗅觉变化规律研究、失重心血管功能研究、在轨飞行对航天员视功能影响研究等。

完成组合体飞行后,神舟十一号将撤离天宫二号,并于1天内返回至着陆场,天宫二号转入独立运行模式。

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