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专访中国载人航天工程总设计师周建平
发布者:创始人 发布时间:2011-09-30

  

    新闻提示

   天宫飞天傲苍穹,神州玉宇齐欢腾。公元2011年9月29日21时16分,一个注定载入中国航天史的时刻,天宫一号顺利升空。

   中国载人航天工程总设计师周建平百忙之中在酒泉卫星发射中心接受了本报记者的专访,为您全方位解读中华民族探索太空的又一辉煌壮举。

 

天宫一号与神舟八号空间交会对接流程示意图
 

  ●两个七八吨重的飞行器,在太空以比子弹还快数倍的速度飞行,对接难度好比百米之外“穿针引线”

  ●天宫一号将分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号交会对接,这种“N+1”对接模式世界前所未有

  ●新选拔的5男2女第二批航天员正在积极备战,不远的将来,就会看到中国首位女航天员的英姿

    使命光荣重大

    大幕开启,精彩好戏刚刚开始

    记者:周总,您好!天宫一号这个具有浓郁中国特色的名字,寄托着国人对浩瀚太空的无限憧憬。天宫一号发射升空,我国首次空间交会对接任务也将全面展开,对中国航天事业而言,这意味着什么?

    周建平:空间站的建设和应用,始终是人类载人航天活动的主要内容。作为中国载人航天工程“三步走”战略中第二步第二阶段的开篇之作,天宫一号是我国首个空间实验室,它将分别与随后发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船交会对接。

    虽然天宫一号是中国空间站的雏形,但却担负着中国载人航天工程建设最为关键的一步——突破和掌握交会对接技术。

    这是继突破载人飞船天地往返和航天员空间出舱技术后,我国载人航天技术发展的又一新的里程碑。“天宫”顺利升空,拉开了我国首次空间交会对接精彩大戏的序幕。

    记者:2009年春节联欢晚会零点报时,一个神秘礼物吸引了全国人民关注,它就是天宫一号的实体模型。请问天宫一号是何时开始研制的?

    周建平:“天宫”一名,来源于中国古代四大名著之一《西游记》中的典故,其中凝聚了中华民族自古以来的太空探索的向往。天宫一号从2005年开始研制,整个过程从设计、初样到正样,历时6年。

    记者:面对航天发射的高风险,这次交会对接任务采取了哪些措施?

    周建平:交会对接技术是举世公认的航天技术难题,在国外航天器空间交会对接过程中,曾多次出现故障或失败。这次交会对接任务我国科研人员在飞行产品研制过程中,始终坚持“质量第一、安全至上”的原则。

    我们针对天宫一号制订了234种故障预案,针对神舟八号制订了223种故障预案,并加强了地面仿真验证和故障演练。今年8月18日我国实践十一号04星发射失利后,我们对天宫一号的发射计划进行了调整,组织工程全系统又一次开展了细致的质量复查和举一反三工作。

    过程亮点纷呈

    难度空前,百米之外“穿针引线”

    记者:请您谈谈首次空间交会对接任务有哪些亮点和难点?

    周建平:空间交会对接是建立空间站最基本最关键的技术,其原理是利用轨道控制技术,让两个航天器在同一时间到达太空同一位置,然后通过专门的对接机构将其连为一个整体。空间交会对接根据航天员介入的程度和智能控制水平,分为手控、遥控和自主3种方式,分别用于交会过程中的不同阶段。

    此次交会对接过程分为准备段、交会段、对接段、组合体飞行段和撤离段。神舟八号在地面测控系统引导下,经过5次变轨,到达距离天宫一号后下方约52公里处,此后,切换到自主控制方式,依靠微波雷达、激光雷达、CCD光学成像敏感器导航,逐步靠近目标飞行器。

    对接段从对接机构接触开始,包括捕获、缓冲、拉近、锁紧4个过程,最终实现两个航天器的刚性连接,形成组合体。组合体飞行两周左右,择机进行第二次交会对接试验。之后两个飞行器再次分离,神舟八号返回舱返回地面,天宫一号变轨至高度约370公里的自主飞行轨道,转入长期运行管理,等待与神舟九号、神舟十号交会对接。

    记者:您能否形容一下,实现这一过程究竟有多难?

    周建平:设想一下,天宫一号和神舟八号,两个七八吨重的飞行器,在茫茫太空中以比子弹还快数倍的速度飞行,要完成无缝对接,难度好比百米之外“穿针引线”。

    对接中,神舟八号追踪天宫一号,最后接近时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。对接时,神舟八号通过12把锁紧紧锁定天宫一号,使得对接面完全密封,对接舱门才能顺利打开。天宫一号和神舟八号都是在太空中高速运行,其时速可达28000公里,交会过程中,如果轨道测量或计算稍有偏差,就可能失之毫厘,差之千里。

    记者:可以说,我们这一步不仅要迈得远,还要迈得实?

    周建平:是的,一方面要确保通过这几次飞行试验,彻底掌握交会对接技术,另一方面要通过实现交会对接的过程,为今后空间站的研制打下坚实基础。

    记者:请您谈谈首次空间交会对接任务有哪些亮点和难点?

    周建平:空间交会对接是建立空间站最基本最关键的技术,其原理是利用轨道控制技术,让两个航天器在同一时间到达太空同一位置,然后通过专门的对接机构将其连为一个整体。空间交会对接根据航天员介入的程度和智能控制水平,分为手控、遥控和自主3种方式,分别用于交会过程中的不同阶段。

    此次交会对接过程分为准备段、交会段、对接段、组合体飞行段和撤离段。神舟八号在地面测控系统引导下,经过5次变轨,到达距离天宫一号后下方约52公里处,此后,切换到自主控制方式,依靠微波雷达、激光雷达、CCD光学成像敏感器导航,逐步靠近目标飞行器。

    对接段从对接机构接触开始,包括捕获、缓冲、拉近、锁紧4个过程,最终实现两个航天器的刚性连接,形成组合体。组合体飞行两周左右,择机进行第二次交会对接试验。之后两个飞行器再次分离,神舟八号返回舱返回地面,天宫一号变轨至高度约370公里的自主飞行轨道,转入长期运行管理,等待与神舟九号、神舟十号交会对接。

    记者:您能否形容一下,实现这一过程究竟有多难?

    周建平:设想一下,天宫一号和神舟八号,两个七八吨重的飞行器,在茫茫太空中以比子弹还快数倍的速度飞行,要完成无缝对接,难度好比百米之外“穿针引线”。

    对接中,神舟八号追踪天宫一号,最后接近时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。对接时,神舟八号通过12把锁紧紧锁定天宫一号,使得对接面完全密封,对接舱门才能顺利打开。天宫一号和神舟八号都是在太空中高速运行,其时速可达28000公里,交会过程中,如果轨道测量或计算稍有偏差,就可能失之毫厘,差之千里。

    记者:可以说,我们这一步不仅要迈得远,还要迈得实?

    周建平:是的,一方面要确保通过这几次飞行试验,彻底掌握交会对接技术,另一方面要通过实现交会对接的过程,为今后空间站的研制打下坚实基础。

    彰显中国特色

    “N+1”模式,经济实惠中国首创

    记者:自主创新是中国航天的鲜明特色,在首次空间交会对接任务中有何具体体现?

    周建平:中国载人航天事业的每一个进步,都意味着必须完成大量技术突破。此次空间交会对接,执行发射任务的长征二号F运载火箭,也进行了近170项的技术状态更改,其中有5项新技术是首次使用。

    天宫一号将完成与神舟八号、神舟九号、神舟十号的交会对接,3次交会对接任务仅需4次航天发射,节省成本,经济实惠。专门研制目标飞行器,用于太空中的“N+1”交会对接试验模式是我国首创。神舟八号是无人对接,神舟九号是否载人将根据神舟八号飞行后的评估决定,神舟十号上人。

    记者:首次交会对接任务,是不是对测控手段提出了更高的要求?

    周建平:是的。与以往不同的是,我国自行设计建设的陆海天基三位一体测控通讯网,首次联合为交会对接任务保驾护航——由2颗天继1号卫星构成的中继卫星系统作为正式手段参加测控,能够提供2/3以上的轨道覆盖率;在国外建站的基础上,分别与巴西和法国进行国际联网,重点保障地面导引段定轨预报精度。

    目标任重道远

    步伐铿锵,未来之路还很漫长

    记者:如果我国首次空间交会对接任务取得成功,您如何评价中国航天事业在国际舞台上的地位?

    周建平:我国载人航天科技水平相比美俄等航天大国还有明显差距,有待进一步提高。我国载人航天仍面临诸多挑战,许多技术瓶颈有待突破,例如舱内再生式环境控制和生命保障技术、空间站长期在轨飞行技术等。我们不能夸大任何一个脚印的“尺寸”,更不会因沉醉而止步,因为后面的路还很漫长。今日的成绩,只是“万里长征第一步”。

    记者:中国未来的空间站,将会是怎样一个规模?

    周建平:大致模样是这样:一个核心舱、两个实验舱,再加上一艘载人飞船和一艘货运飞船,总重量在80多吨。空间站建成以后可以长期有人驻守,能开展各种空间实验。

    记者:请您介绍一下航天员的训练情况?我们何时能看到中国女航天员飞上太空?

    周建平:目前,我国新选拔的5男2女组成第二批航天员正与首批航天员一起,积极备战后续载人航天飞行任务。女航天员有其独有的优势,她们感觉敏锐,考虑问题细致,语言表达和沟通能力强。尤其是干那些单调枯燥的工作,女航天员耐心更强一些,耐寂寞能力也高于男性。不远的将来,你们就会看到中国首位女航天员翱翔太空的英姿。

    加强国际合作

    携手探索,和平利用造福人类

    记者:“我觉得中国建立空间站是件很棒的事,正是有了像中国这样越来越多国家的加入,人类探索太空的力量才更强大,相信我们之间能进行良好的合作,建立最深厚的国际友情。”这是不久前“阿特兰蒂斯”号航天飞机谢幕之旅中,美国航天员雷克斯·瓦尔海姆接受记者采访时说的话。对此,您有何评价?

    周建平:他的话表达了对中国航天事业即将迈出重要一步的欢迎之情。全球化时代,各国应该携起手来共同探索太空。我们愿与世界上任何国家,在相互尊重、平等互利的原则基础上,开展载人航天国际合作,以推动世界载人航天向更高水平发展。

    在已经发射升空的天宫一号上,搭载了300面国际宇航联合会会旗。这300面会旗曾于2010年12月通过俄罗斯联盟“TMA-20”载人飞船送至国际空间站,并由美国奋进号航天飞机于今年6月带回地面。会旗由天宫一号带到太空后,再由执行首次载人交会对接任务的中国航天员带回地面,以实现会旗在世界上正在使用的所有类型载人航天器上搭载的愿望。