19日凌晨,神舟十一號在單獨飛行兩天後,終於迎來了與天宮二號的「太空婚禮」。神舟十一號和天宮二號通過前期變軌及姿態調整,都達到了最理想的對接軌道,從相距5公裡開始,以特定速度開始對接,2名航天員對神舟十一號發出了對接指令,通過電子設備指揮工作,精準保持著對接航道。
為了更好地完成交會對接,科研人員專門設置了4個停泊點——5公裡、400米、120米和30米。4次停泊後,「神十一」離「天宮」越來越近。捕獲,緩衝,拉近,鎖緊,中國太空羅曼史暫停3年之後,再次上演「太空之吻」。神舟十一號與天宮二號完成自動交會對接後,航天員打開天宮二號艙門,順利進入空間實驗室。
對接現場
靠攏對接「四步」歷盡波折
看似時間不長的對接,「十一哥」與「天宮妹」其實經歷了波折的「四步走」戰略。
首先,神舟十一號飛船入軌後,需要經歷5次變軌,到達與天宮二號相同的393公裡高的軌道。
之後,兩名航天員先回到返回艙,並且把返回艙與軌道艙之間的艙門關嚴,此外,他們還要穿上艙內航天服,做好保護措施。
然後,當神舟十一號與天宮二號相距5公裡時,飛船將進行4次停泊——分別為兩者相距5公裡、400米、120米和30米時,飛船將通過敏感器和通訊設備,檢查位置、距離姿態是否合適,其中,在120米處的停靠站,如果神舟十一號和天宮二號的設備出現問題,將切換到航天員手控交會對接。
最後一步,在30米靠攏後,神舟十一號的捕獲鎖會伸出,與天宮二號建立初步的連接,之後,捕獲鎖往回慢慢收縮,將飛船和天宮拉近,當對接環完全對上時,對接環裡的鉤鎖將會緊緊鉤定在一起,完成對接。
專家解讀
對接成功,還看「紅娘鎖」
中國是繼美、俄後,世界上第三個獨立掌握交會對接技術的國家。「十一哥」與「天宮妹」的成功對接,關鍵還要靠「紅娘鎖」。中國航天科技集團公司第八研究院對接機構研究室主任靳宗向告訴媒體記者,對接技術是中國載人航天發展所必須的核心關鍵技術;中國「紅娘鎖」,經過16年的自主研發,2011年已首次應用於神舟八號與天宮一號的中國首次空間交會對接任務。
而此番「紅娘鎖」所面臨的新挑戰是:中國航天員迄今最長太空駐留期間,怎麼驗證其可靠性。
靳宗向說,兩個鎖在一起長期保持的物體,通常如「用一根橡皮筋,將兩本書綁起來,時間長了,橡皮筋的力就減小了,那我們的『紅娘鎖』會不會存在類似的退化機理?怎樣來杜絕這種現象?」
他表示,在這方面,對接機構研究室做了深入研究,目前「紅娘鎖」已通過模擬2年左右保持能力的驗證,所以對於此次保持30天,研發人員還是頗有自信。而其未來的「大目標」是15年,以滿足中國在2020年前後建成空間站所需。
「紅娘鎖」有多重要?靳宗向介紹,目前國際空間站裡,主要是依靠對接機構,來實現更大噸位的飛行器的組裝。而這個組裝過程中其實就像「太空搭積木」,運載一個飛行器上天,再運載另一個,在太空以「紅娘鎖」用搭積木的方式搭建在一起,逐漸擴展。
「這不僅可以減輕每次運載的壓力,並且可以保持各個飛行模塊的獨立性和完整性,根據實際需要,提供物資運送對接,人員天地往返等」,他說。
此外,靳宗向透露,神舟十一號在「牽手」天宮二號時,上海的空間對接緩衝試驗室處於待命狀態,其作用是,根據在軌運行模擬驗證的實際需要,利用地面試驗室內的「孿生」對接機構,進行先行驗證模擬。
合體30天 開展十六項在軌試(實)驗
在神舟十一號發射之前,中國載人航天工程新聞發言人武平介紹說,此次任務的主要目的,一是為天宮二號空間實驗室在軌運營提供人員和物資天地往返運輸服務,考核驗證空間站運行軌道的交會對接和載人飛船返回技術;二是與天宮二號空間實驗室對接形成組合體,進行航天員中期駐留,考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力以及航天員執行飛行任務的能力。另外開展有人參與的航天醫學實驗、空間科學實驗、在軌維修等技術試驗以及科普活動。
在昨日交會對接形成組合體後,航天員進駐天宮二號,組合體在軌飛行30天。其間,兩名航天員將按照飛行手冊、操作指南和地面指令進行工作和生活,按計劃開展有關科學實驗。
據中國航天員科研訓練中心航天員系統副總設計師黃偉芬介紹,航天員系統策劃了四大類十六項在軌試(實)驗,包括腦機交互技術在軌適用性研究、植物栽培關鍵技術驗證、在軌味嗅覺變化規律研究、失重心血管功能研究、在軌飛行對航天員視功能影響研究等。
完成組合體飛行後,神舟十一號將撤離天宮二號,並於1天內返回至著陸場,天宮二號轉入獨立運行模式。
本組稿件綜合新華社、央視、《法制晚報》等