我國(guó)太空對(duì)接的地面模擬技術(shù)已經(jīng)躋身世界一流
新華社上海１１月３日電（記者 張建松）神舟八號(hào)與天宮一號(hào)在太空成功對(duì)接，使我國(guó)成為繼美、俄之后第３個(gè)掌握交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。記者從對(duì)接機(jī)構(gòu)的研制單位——上海航天技術(shù)研究院了解到，我國(guó)太空對(duì)接的地面模擬技術(shù)已躋身世界一流。
要在地面真實(shí)模擬兩個(gè)航天器在太空對(duì)接運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，首先必須克服地球引力的影響，比較真實(shí)地再現(xiàn)物體在失重環(huán)境的運(yùn)動(dòng)。由于地球引力使物體產(chǎn)生重力，重力產(chǎn)生摩擦力，摩擦力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。如果能夠消除或最大限度地減小摩擦力的影響，就能比較真實(shí)地再現(xiàn)物體在失重環(huán)境的運(yùn)動(dòng)。
基于這一原理，由上海航天技術(shù)研究院８０５所、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、青島精密儀器公司等多家單位聯(lián)合研制的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)緩沖試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)思新穎、設(shè)計(jì)巧妙，目前已擁有多項(xiàng)國(guó)家專利發(fā)明技術(shù)。
記者在上海航天技術(shù)研究院８０５所看到，該試驗(yàn)裝置建造了兩艘質(zhì)量、慣量、質(zhì)心與真實(shí)的飛行器完全相同，并能夠安裝真實(shí)對(duì)接結(jié)構(gòu)的飛行器模擬件，可通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的氣浮技術(shù)，將兩個(gè)飛行器模擬件懸浮起來(lái)。由于空氣的摩擦阻力非常小，可以忽略不計(jì)，因此能較真實(shí)地模擬兩個(gè)飛行器的對(duì)接機(jī)構(gòu)在失重狀態(tài)下，從碰撞、捕獲、緩沖、連接到分離的全過(guò)程，并能測(cè)量整個(gè)過(guò)程中，兩個(gè)飛行器模擬件的位置和速度，以及對(duì)接過(guò)程中的撞擊力和緩沖力的變化。
總重量１００多噸的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺(tái)，是我國(guó)載人航天二期工程最大的地面試驗(yàn)設(shè)備，由上海航天技術(shù)研究院８０５所牽頭，哈工大、上海交大、浙大、華東計(jì)算機(jī)所、上海重機(jī)廠等多家單位參與共同研制。
據(jù)介紹，綜合試驗(yàn)臺(tái)采用“半物理仿真試驗(yàn)”原理，能模擬最大質(zhì)量為８噸－１００噸的空間飛行器對(duì)接動(dòng)力學(xué)全過(guò)程，并能模擬飛行器的在軌高低溫環(huán)境運(yùn)行。其中，參與試驗(yàn)的主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)和被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)是真實(shí)產(chǎn)品，飛船和空間站的質(zhì)量、慣性等特征則采用數(shù)字模型描述。根據(jù)給定的交會(huì)對(duì)接初始條件，通過(guò)控制“六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器”來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)飛行器對(duì)接過(guò)程的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使對(duì)接機(jī)構(gòu)進(jìn)行碰撞、捕獲、緩沖、校正試驗(yàn)，與緩沖試驗(yàn)平臺(tái)在功能上相互補(bǔ)充，在試驗(yàn)結(jié)果上相互驗(yàn)證。
由上海航天技術(shù)研究院牽頭、哈爾濱工業(yè)大學(xué)承制的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)整機(jī)特性測(cè)試臺(tái)，可對(duì)空間對(duì)接機(jī)構(gòu)裝配完成后的特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，主要包括對(duì)接配合尺寸、對(duì)接環(huán)運(yùn)動(dòng)和力學(xué)特性、傳動(dòng)系統(tǒng)和捕獲系統(tǒng)承載能力、機(jī)電配合特性等。
以哈爾濱工業(yè)大學(xué)為主研制的空間對(duì)接機(jī)構(gòu)熱真空試驗(yàn)臺(tái)，則專門用于考核對(duì)接機(jī)構(gòu)在真空高、低溫環(huán)境條件下的工作性能。該試驗(yàn)裝置能將對(duì)接機(jī)構(gòu)放入一個(gè)足夠大的真空罐中，建立高空高低溫試驗(yàn)環(huán)境，利用飛輪模擬兩個(gè)飛行器的動(dòng)能，建立初始條件實(shí)現(xiàn)對(duì)接過(guò)程，進(jìn)行碰撞、緩沖、密封連接、分離試驗(yàn)。
這些高水平的大型試驗(yàn)設(shè)備的成功研制大大提升了我國(guó)航天技術(shù)水平，為我國(guó)從航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
航天“液體動(dòng)力之鄉(xiāng)”的喜悅
新華社西安１１月３日電（記者 陳鋼 陳晨）１１月３日凌晨，天宮一號(hào)與神舟八號(hào)成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。在西安南郊，為此次任務(wù)提供了“零缺陷”動(dòng)力的航天科技集團(tuán)第六研究院一片歡騰，付出艱辛和汗水的科技人員感到無(wú)比欣慰。
作為我國(guó)航天“液體動(dòng)力之鄉(xiāng)”，航天六院是我國(guó)唯一集運(yùn)載火箭主動(dòng)力系統(tǒng)，軌姿控動(dòng)力系統(tǒng)及空間飛行器推進(jìn)系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)為一體的專業(yè)研究院。
在此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，航天六院承擔(dān)著兩發(fā)長(zhǎng)征二號(hào)Ｆ運(yùn)載火箭、空間實(shí)驗(yàn)室、飛船上各種主推力及姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)和熱控分系統(tǒng)泵、閥的研制生產(chǎn)任務(wù)。尤其是擔(dān)負(fù)著天宮一號(hào)一系列變軌發(fā)動(dòng)機(jī)和神舟八號(hào)推進(jìn)艙系列姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的研制任務(wù)，是保證交會(huì)對(duì)接成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
２日２２時(shí)許，航天六院２００多名科技人員陸續(xù)來(lái)到辦公樓的報(bào)告廳，守候在電視機(jī)旁，期待著即將到來(lái)的“太空之吻”。一場(chǎng)小型的航天知識(shí)競(jìng)賽，通過(guò)３０道題的問(wèn)與答，讓大家更多地了解了神舟八號(hào)與天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接的知識(shí)。
航天六院院長(zhǎng)譚永華說(shuō)，在神舟八號(hào)、天宮一號(hào)任務(wù)中，從火箭到飛船再到空間實(shí)驗(yàn)室，航天六院提供了全系列近百臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，承擔(dān)兩次重大發(fā)射的運(yùn)載火箭是圓滿完成載人航天工程前７次飛行任務(wù)的長(zhǎng)征二號(hào)Ｆ改進(jìn)型，六院發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)把數(shù)百次試車、百余次飛行中曾出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行全面反復(fù)的梳理，對(duì)火箭火動(dòng)機(jī)存在的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行再處理，圓滿完成了發(fā)射任務(wù)。
３日１時(shí)許，神舟八號(hào)與天宮一號(hào)一步步接近，直到實(shí)現(xiàn)完美對(duì)接。當(dāng)載人航天工程總指揮常萬(wàn)全宣布天宮一號(hào)與神舟八號(hào)首次交會(huì)對(duì)接取得圓滿成功后，航天六院報(bào)告廳內(nèi)響起了熱烈的掌聲，久久不能平息。
航天六院１１所所長(zhǎng)李斌說(shuō)：“作為一名參與任務(wù)的科技人員，我為空間交會(huì)任務(wù)的圓滿完成感到欣慰，為我們國(guó)家航天事業(yè)取得的新進(jìn)步感到無(wú)比自豪?！?/p>
天宮一號(hào)與神舟八號(hào)成功實(shí)現(xiàn)首次交會(huì)對(duì)接，開(kāi)啟了中國(guó)載人航天工程新的歷程，航天六院還將面臨一個(gè)又一個(gè)新的任務(wù)。航天六院院長(zhǎng)譚永華說(shuō)：“我們將滿懷信心，繼續(xù)努力，為我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)?！?/p>
