中国天宫二号上天有啥看头,航天员成功

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航天员可向地面发邮件
北京飞控中心专家详解天宫二号任务特点

  景海鹏与陈冬终于成功“入宫”啦!

  “2016年对于中国航天来说意义非凡,原因之一是真正实施空间实验室任务。”北京航天飞行控制中心主任陈宏敏说。

“天宫一号上只有电子邮件上行功能,而天宫二号增加了邮件下行能力。航天员在天宫二号舱内可以进行收发邮件操作。”北京航天飞行控制中心副主任李剑此间向记者介绍,这次任务,中心将实现航天员和地面无障碍通信,传输速度可满足音频、视频发送需求。
在北京飞控中心建成20周年之际,负责该中心天宫二号任务的李剑,向记者详细介绍了此次任务的特点。
轨道控制模式更加接近于未来空间站要求
与天宫一号相比,天宫二号任务有显著区别。
李剑说,天宫一号被称为目标飞行器,是完成无人和有人交会对接的目标;天宫二号作为空间实验室,是小型全空间站的雏形,最显著的特点是增加了推进剂补加系统,其储箱设计和天宫一号完全不同。
此次任务组合体飞行时间长达30天,与神舟十号相比增加了一倍,这对任务筹划提出了更高要求。中心不光要完成轨道控制、上行控制等,航天员在轨期间还要组织天地协同,以及载荷试验、科普教育等活动。
此前交会对接任务是在距地面343公里的轨道,对星下同一地点的重访周期为2天;天宫二号任务轨道距地面近400公里,重访周期约为3天,这一高度航天器受大气衰减更小,与将来大体量空间站运行的轨道相同。李剑表示,天宫二号任务的轨道控制与任务组织模式也将更加接近于未来空间站。
飞船发射,定点瞄准变为动态瞄准
由于天宫二号任务的轨道提高,轨道控制策略需要全部重新设计,由此还带来有些变轨间隔圈次缩短。
“以前完成轨道确定工作至少在一圈半到两圈以上,此次任务最短的要求在一圈之内完成。”他表示,短弧段定轨对北京飞控中心提出了更高的精度要求。
李剑介绍,天宫二号的交会对接做准备过程与天宫一号全然不同。
此前交会对接任务中,采取定点瞄准发射方式,提前精确预报某天某时几分几秒,瞄准某一点发射飞船,让飞船和目标飞行器相互靠近。“但未来空间站这么大体量的航天器不可能为对接而调整自己的姿态或轨道高度,这样太费燃料。”李剑说,为此空间实验室任务将变为动态瞄准,根据空间实验室的轨道情况,调整飞船发射窗口。这对空间实验室长周期预报轨道精度提出了极高要求。
将利用货运飞船进行推进剂补加
空间实验室任务中,货运飞船是全新设计的飞船,最大特点是推进剂补加。
“推进剂补加是‘慢工出细活’的过程,非常复杂,需要多天完成。”李剑说,以前无人及载人飞船的对接机构主要是电路连接。为了补加燃料,货运飞船跟天宫二号增加了液路连接,补加过程控制步骤多,流程复杂,出现应急情况还要进行在轨处置,需要地面飞控进行复杂的操作。
任务全态模式演练已完成
“要确保天上运行万无一失,先要在地面做‘联试’,把整个各种应急和正常程序走一遍。”李剑说。
他介绍,北京飞控中心已在地面与天宫二号、神舟十一号及天舟一号建立无线通信链路,用真实的测控站和任务软件模拟了任务全过程,确保接口匹配,控制协同。
这一联试过程比真实任务更为复杂,覆盖了各种应急控制分支。李剑表示,从飞船发射后的大气层外救生到应急返回,北京飞控中心对各类应急预案均进行了检验。这也是空间实验室和飞船出厂必须经历的一个环节。
目前,该中心针对长征七号火箭首飞、天宫二号、神舟十一号、天舟一号等任务建立了多个型号任务团队,同步开展联调联试工作,为后续执行各项任务奠定了坚实基础。(科技日报北京4月8日电)

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  时逢北京飞控中心建成20周年。在这个中国载人航天工程的“飞控中枢”,记者采访相关专家,解读今明两年蓄势待发的“天宫二号”空间实验室、“神舟十一号”载人飞船、“天舟一号”货运飞船有何看点。

  据新华网10月19日消息,19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。随后,两名航天员也成功从神舟十一号飞船进入天宫二号实验舱。

  看创新

  一起来回顾下整个“牵手”过程吧。

  北京飞控中心副主任李剑解释,“天宫一号”被称为目标飞行器,是完成无人和有人交会对接的目标。“天宫二号”作为空间实验室,已是小型空间站的雏形,有着诸多创新,比如增加了推进剂补加系统,采用全新储箱设计。

  在科技人员精确控制下,神舟十一号载人飞船经过多次变轨,于19日1时11分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。

  再如,空间实验室的轨道模式、控制模式及地面运作模式要完全等同于未来的空间站。交会对接任务轨道从“天宫一号”时距离地面343公里将上升到近400公里,对星下同一地点的重访周期也从2日增加到3日。

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  飞船发射方式亦有较大变化。以往交会对接任务时采取定点瞄准发射方式,让飞船和目标飞行器相互靠近,“空间站这么大体量的航天器,不可能为对接而调整自己的姿态或轨道高度,这样太费燃料。”李剑说,因此转为动态瞄准,调整飞船发射窗口。

  10月19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。这是神舟十一号飞船与天宫二号相距20米时的画面(摄于北京航天飞行控制中心大屏幕)。新华社记者
琚振华 图

  看难点

  经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,神舟十一号开始向天宫二号缓缓靠拢。3时24分,神舟十一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

  根据计划,2016年9月、10月将连续发射“天宫二号”、“神舟十一号”,两者完成交会对接后,2名航天员访问空间实验室,组合体飞行约30天。

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  “飞行时间倍增于以往,对于任务筹划提出更高要求。”李剑说,地面测控不仅有轨道控制、上行控制,航天员在舱内时,还要组织天地协同及试验、科普等活动。

  10月19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。这是神舟十一号与天宫二号对接时画面(摄于北京航天飞行控制中心大屏幕)。新华社记者
琚振华 图

  2017年4月执行“天舟一号”任务,开展推进剂补加、快速交会对接等试验。“推进剂补加是‘慢工出细活’的过程,需要多天时间。”李剑对中新社记者说,以往无人及载人飞船的对接机构主要是电路连接,补加燃料新增液路连接。补加过程控制步骤多,流程复杂,出现应急情况还要进行在轨处置,需要地面飞控进行复杂的操作。

  自动交会对接实施期间,航天员景海鹏、陈冬在神舟十一号飞船返回舱值守,密切监视着飞船仪表盘上的各类数据和对接过程,认真执行各种指令发送操作,并通过天地通信系统,迅速准确地向地面报告交会对接实施情况。

  此外,由于“天宫二号”任务轨道提高,轨道控制策略需要全部重新设计。有些变轨间隔圈次缩短,以往完成轨道的确定工作至少在一圈半到两圈以上,此次任务最短的要求在一圈内完成,短弧段定轨也是新的难点。

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  看准备

  10月19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。这是两名航天员景海鹏(右)和陈冬在完成对接后竖起大拇指相互祝贺(摄于北京航天飞行控制中心大屏幕)。新华社记者
琚振华 图

  陈宏敏介绍,中心已初步完成了飞控实施方案制定、软硬件系统开发测试,并开展了大量联调联试工作,基本具备了任务执行能力。

  形成天宫二号与神舟十一号组合体后,接下来,景海鹏和陈冬将穿舱进入天宫二号,开展空间科学实验了。

  李剑说,已在地面为“天宫二号”、“神舟十一号”和“天舟一号”建立链路,用真实的测控站和任务软件把正常程序及各种应急控制分支全部“走一遍”。

  据天宫二号官方微博消息,两名航天员要经历3次穿舱。首先要从神舟十一号的返回舱进入轨道舱,再从轨道舱进到天宫二号的试验舱,这个过程要开三次门。由于气压需要慢慢平衡,这个过程大约需要1个半小时。

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