中国“天宫”尝试搭建空间站

oz指南针团队

  　8月18日，“携手神八·交会梦想”大型公众征集活动启动。相关人士在活动上透露：8月底，中国首个空间实验室“天宫一号”将发射升空，并在发射后的两年内与神舟八号、神舟九号、神舟十号完成对接任务，从而建立中国第一个空间实验室，同时也为中国航天建设空间站做准备。

　　中国若要实现建立空间站，两个最关键的技术必须解决，其一是宇航员出舱行走，已于2008年完成；其二就是太空舱交会对接。“天宫一号”是中国未来空间站的雏形，是检验技术是否成熟的关键，特别是其与“神舟”八号将进行交会对接任务，更是中国载人航天工程前所未有的挑战。按照计划，到2020年左右，中国将开始建设正式的空间站。

　　“天宫一号”什么样

　　人们对于“天宫一号”空间实验室的样子并不陌生，它的模型不仅早已进行过公开展示，而且其实体画面已在网络上曝光。2009年“天宫一号”模型作为牛年春晚的神秘礼物亮相，曾使全国人民为之一震。“天宫一号”采用两舱结构，分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存条件，可用于航天员驻留期间在轨工作和生活。资源舱为轨道机动提供动力，并为飞行提供能源，资源舱带有太阳能帆板。从外部观测，实验舱呈长方体，宇航员的活动空间达到15立方米，3个人同时漂浮在里面也不会拥挤。此外，舱内的颜色也进行了科学而人性化的搭配。有专家指出，和杨利伟乘坐的神舟五号比，“天宫一号”的舱内环境要舒服很多。

　　6月下旬，“天宫一号”从北京乘专列火车运送往酒泉卫星发射中心。专列虽是老旧的绿皮车，速度也很慢，但却能保障运输的安全平稳，这对“天宫一号”来说是最重要的。在运输过程中，“天宫一号”用了迄今中国空间技术研究院使用最大的包装箱，其先进的减震、温控性能是“天宫一号”顺利运抵发射场的保证。相关专业人员形容说，“‘天宫一号’进了包装箱，比婴儿进了保温箱还要安全舒适。”

　　酒泉发射中心占地5万平方公里，但居住人口只有数万，光秃秃的戈壁滩透出些许荒凉感。这里的公路和铁路几乎平行，由于沙子常常埋掉铁轨，所以驻扎在这里的工作人员还担负着清理铁路的工作。抵达航天城后，“天宫一号”的实验舱和资源舱进行了总装恢复工作，并顺利地完成了各项测试。完成了总装工作的“天宫一号”意味着整个飞行器系统已基本上可以运转起来。

　　将实现太空对接

　　许多人还会发出疑问，“天宫一号”上天去做什么？载人航天中，天地往返的太空运输工具是神舟飞船，或是美国的航天飞机（目前已停飞），但是天地往返运输工具并不能在轨道上实现长期工作，长期工作需交由空间站完成。空间站规模更大，设备更全，科研能力也更强。但是人要进入空间站或者给空间站进行补给，都需要载人飞船和货运飞船来提供支持。

　　中国载人航天工程分为三步走：一是航天员上天；二是多人多天飞行、航天员出舱，实现飞船与空间舱的交会对接，并发射短期有人照料的空间实验室；三是建立永久性空间站。在此之前，神舟五号飞船实现了载人飞行，突破了第一步天地往返任务；神舟七号的宇航员出舱则完成第二步任务的前一部分。而“天宫一号”的发射将检验“空中交会对接”技术，此次发射是在完成第二步的后续任务，并为完成第三步目标，即建立空间站打下基础。

　　实际上，“天宫一号”被航天业内人士称为“目标飞行器”，它是中国首个空间实验室雏形，重8吨，设计使用周期仅为2年。“天宫一号”之后，将发射神舟八号、神舟九号、神舟十号将与之对接。其中神舟八号为无人对接，其余两个根据神舟八号交会对接的具体情况，然后考虑载人状态下的对接。

　　中国对接技术与众不同

　　交会对接技术是一种非常复杂、难度很大的技术，也是建立空间站最关键的技术。其原理是通过轨道参数的协调，让两个或两个以上的航天器在同一时间到达太空同一位置，然后再通过专门的对接机构将其连为一个整体。具体的方法一般是先将“目标飞行器”发射入轨，并精确测定其运行轨道，当其飞经待发飞行器发射场上空时，通过择机发射使后者与前者运行在相同的轨道上，并将距离控制一定范围内，随后再依靠飞行器本身的机动能力让两者逐渐连为一体

　　有分析指出，神舟八号的重量与“天宫一号”相近，两个8吨重的物体，在太空中以第一宇宙速度（相当于每小时28440公里）飞行，并完成无缝对接，难度可想而知。交会对接技术是举世公认的航天技术瓶颈，在国外载人航天活动早期，航天器在空间交会对接过程中有过失败。如俄罗斯“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站在对接过程中就曾“相撞”。

　　中国首次交会对接技术无论是总体方案还是具体实施，全部为独立自主研发。中国的交会对接技术和当年美国与前苏联的做法有所不同：后者都采用了飞船与飞船对接，而中国则研制了一个“目标飞行器”作为对接目标，追踪飞行器则采用飞船。据悉，“神舟”系列飞船从神舟八号开始有了许多技术改进，成为一种崭新的天地往返飞行器。其中，交会对接功能是其最主要的特色，航天员可以根据电视图像操纵飞船，使其紧跟目标飞行器。有专家指出，要实现顺利对接，两个飞行器的相对速度不能超过每秒0.2米，横向偏差不能超过18厘米。对接成功后，神舟八号飞船会通过很多把锁紧紧绑住“天宫一号”。