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“天神之吻”今天凌晨上演 太空对表3000年不差1秒

中国新闻来源:北京晨报 2016年10月19日 04:34 A-A+ 二维码
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  神舟十一号5次变轨追赶天宫 两名航天员进驻天宫二号

  北京晨报记者从北京航天飞行控制中心了解到,神舟十一号飞船今天凌晨与天宫二号在我国上空实施自动交会对接,两名航天员进驻天宫二号,开展空间科学实验。为了这次太空之吻,天宫二号已经做好了姿态调整的准备,一边忙着自己的飞行,一边等待着来自地球的伙伴。神舟十一号也进行了5次变轨,追赶天宫。

  天宫二号“倒转飞”准备对接

  在此之前,天宫二号完成了一次倒转飞的姿态调整,保持着对接姿态。飞控人员对天宫二号内部的舱压、舱温和有害气体都进行了检测。天宫二号这个航天员的太空新家环境一切正常,能够保证航天员在进入之后有一个正常的工作环境。

  飞船跑“内圈”追赶 5次变轨

  不少人曾通过电视直播看过天宫一号和神舟飞船的太空牵手,很多人赞叹,曾相距万里的两个8吨重的大家伙,居然就能在天上对上。要完成太空牵手,第一步就是要让两个航天器相遇,“交会对接”任务中的“交会”指的就是这个动作。

  让两个航天器在太空中相遇,这是个环环相扣、分毫不差的精细活。第一步,火箭送神舟就要送得准,为了能够让神舟飞船正好进入天宫的轨道面,火箭的发射时间就必须一秒不多,一秒不少,这也就是通常所说的零窗口发射。

  接下来,地面测控站接过了引导两个航天器的接力棒,操控着两个航天器逐步靠近,直至双方可以互相看见对方。

  神舟十一号飞船需要进行5次变轨后,到达距离地球表面393公里的轨道运行。393公里,这比之前神舟飞船运行的轨道高了50公里。人们或许会好奇,为什么飞船不能直接飞到393公里的轨道呢?

  航天科技集团五院神舟十一号飞船副总设计师马晓兵说,如果飞船神舟十一号直接跟天宫二号的轨道高度相同,实际上它们俩跑的步伐或者步频是一样的,就永远追不上它。

  所以,飞船必须得走一条螺旋式的曲线,一点点的接近天宫二号所在轨道,这样才能够保证最后能够找得到天宫二号。

  马晓兵介绍说,这个过程就相当于飞船在低轨道的时候,跑圈快一点,可以离天宫再近一点。之后神舟十一号和外圈之间平行形成夹角,再慢慢靠近。再把神舟十一号往上调一个格,像这样一点点调整,最终两个到达相同的高度,对接上去就可以了。

  飞船和天宫配备“夜光眼”

  据了解,两个航天器在完成这个太空之吻的时候,速度比子弹速度还要快8倍。精准无误地找到对方,并不是件容易事。

  在黑暗的太空,“神十一”要想追上天宫二号,必须随时掌握踪迹。科研人员在他们身上分别装了雷达和光学成像敏感器,有了它们,再黑也能找得到彼此。

  当两个航天器相距100至50公里时,微波雷达就成了两个航天器相识的信使。

  到了两个航天器相距20公里时,激光雷达接过了牵线的接力棒,让两个航天器继续深度接触。“神十一”飞船上的激光雷达系统发出激光束,激光束照射到天宫二号上后返回信号,激光雷达系统再根据接收到的返回信号计算分析。

  除了把握好方向、距离、速度外,姿态也至关重要。比如两个人走过来握手,不仅仅是走到一块儿,还得面对面,否则一个人斜着,另一个人肯定够不到手。到了一两百米内,一般通过光学敏感器进行测量,不光包括位置和速度,还可以把相对姿态测出来。

  天宫二号和“神十一”交会任务中还增加了飞船绕飞试验。飞船绕飞时,需要躲避太阳帆板、分支舱段和各种天线等突出物,避免碰撞、刮蹭等可能发生的事故。这时,激光雷达“智慧眼”又可发挥作用,它可以时刻监视周围的复杂环境,测量相对位置关系,提供大视场范围的精确测量数据,引导飞船控制和保障与突出物体有足够的安全距离。

  太空对表 3000年不差1秒

  在太空中找到对方后,太空之吻也不可有分毫误差。一套几乎毫秒不差的“时统设备”派上了用场。在发射中心、航天飞控中心、中继卫星控管中心、卫星测控中心及各测控站、测量船上的“时统设备”就起到“对表”的作用,为整个航天系统中各种设备提供标准时间信号和标准频率信号,使分散在各地的设备在统一的时间基准下同步工作,3000年误差不超过1秒。

  北京晨报记者 韩娜

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