118個傳感器、5個控制器、上千個齒輪軸承、18個電機(jī)和電磁拖動機(jī)構(gòu)、數(shù)以萬計的零件和緊固件……呈現(xiàn)在記者眼前的兩臺銀灰色圓柱狀的精密復(fù)雜儀器，就是與“神舟八號”與“天宮一號”對接機(jī)構(gòu)一模一樣的試驗鑒定件。

在“神舟八號”與“天宮一號”即將執(zhí)行我國首次空間交會對接任務(wù)之際，新華社記者來到對接機(jī)構(gòu)的研制單位－－上海航天技術(shù)研究院805所，探訪這兩個航天器如何進(jìn)行“太空之吻”？

對接結(jié)構(gòu)在地面已進(jìn)行1101次試驗

在太空將兩個航天器對接起來形成一個“組合航天器”的對接技術(shù)，是人類載人航天活動的一項關(guān)鍵技術(shù)。目前，世界載人航天領(lǐng)域使用的對接機(jī)構(gòu)有兩大類：一類是美國航天飛機(jī)的“異體同構(gòu)周邊”式對接機(jī)構(gòu)，另一類是俄羅斯和歐空局ATV飛船上的“錐－桿”式對接機(jī)構(gòu)。

“瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平，我國對接機(jī)構(gòu)采用了導(dǎo)向板內(nèi)翻式的異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型，對接機(jī)構(gòu)所有的儀器設(shè)備都安裝在周邊，中間留了直徑800毫米的人孔通道，宇航員和貨物就是從這個通道運送。”上海航天技術(shù)研究院研究員、交會對接大型地面試驗系統(tǒng)原負(fù)責(zé)人陶建中介紹說。

陶建中說，對接機(jī)構(gòu)在我國是一項全新技術(shù)，許多問題都是以前從未遇到的，其中最主要的技術(shù)難點有四個方面：一是如何保證兩個飛行器相撞時“不撞壞、不彈開”，軟硬適度；二是如何保證很多相互矛盾的動作（如推－拉、合－分等）組合在一起具有高可靠度；三是許多復(fù)雜的產(chǎn)品要協(xié)調(diào)安裝于周邊，中間留出人孔通道，如何實現(xiàn)系統(tǒng)集成；四是如何在地面充分試驗、模擬天上微重力情況下的對接分離過程。

針對對接機(jī)構(gòu)的技術(shù)難點，上海航天技術(shù)研究院805所的研制隊伍進(jìn)行了長達(dá)16年的科技攻關(guān)，在仿真先行、高可靠的設(shè)計技術(shù)、集成技術(shù)和地面模擬等關(guān)鍵技術(shù)上，一一取得了突破，目前已成功申報20多項專利。對接機(jī)構(gòu)在“上天”之前，已經(jīng)在地面上進(jìn)行1101次對接試驗、647次分離試驗。

對接分為8個步驟約需十分鐘時間

兩個航天器在太空的交會和對接是兩個不同過程。陶建中介紹，當(dāng)“神舟八號”和“天宮一號”在同一時刻以同樣的速度到達(dá)同一個地點順利交會，兩個飛行器的速度、位置、姿態(tài)、偏差等11個參數(shù)滿足對接的初始條件后，飛行器就將停止控制，讓它們根據(jù)慣性進(jìn)行碰撞，整個對接過程一共大約需要十分鐘時間。對接過程分為8個步驟：

第一步是“相撞”。在慣性作用下，8噸重的“神舟八號”與8.6噸重的“天宮一號”以每秒0.2米左右的速度進(jìn)行相撞，當(dāng)“神舟八號”上的主動對接機(jī)構(gòu)碰撞上“天宮一號”上的被動對接機(jī)構(gòu)，對接過程正式開始。

第二步是“捕獲”。當(dāng)“神舟八號”主動對接機(jī)構(gòu)上的對接環(huán)，接到失衡傳感器發(fā)出對接指令信號后，6根滾珠絲桿就會向外推出200多毫米，對接環(huán)上安裝的3對捕獲鎖，撞到“天宮一號”被動對接機(jī)構(gòu)相對應(yīng)的卡板器，就會被牢牢卡住。

第三步是“緩沖”。“神舟八號”對接環(huán)受到撞擊后，將會通過一套傳動機(jī)構(gòu)，聯(lián)向?qū)訖C(jī)構(gòu)上的摩擦自動器和電磁阻尼器，分別吸收縱向和橫向的撞擊能量，進(jìn)行緩沖。碰撞、捕獲、緩沖三個步驟共需要大約60秒時間。

第四步是“校正”。當(dāng)“神舟八號”成功捕獲“天宮一號”并實施緩沖后，“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿繼續(xù)往外推至300毫米，同時對兩個航天器的姿態(tài)、位置和偏差等進(jìn)行強(qiáng)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時間約需80秒。

第五步是“拉近”。校準(zhǔn)后，“神舟八號”對接環(huán)的6根滾珠絲桿緩緩收縮，將兩個飛行器“拉近”，這一過程約需240秒。

第六步是“拉緊”。“神舟八號”和“天宮一號”的對接面上，分別安裝了6組共12把對接鎖，每把對接鎖的拉力達(dá)3噸。當(dāng)兩個飛行器被拉近后，兩個對接面的12把對接鎖一一相扣。

第七步是“密封”。兩個飛行器拉緊后，對接機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動電機(jī)將帶動鋼絲繩系統(tǒng)，將兩個連接器面上的密封圈壓縮，保持密封。

第八步是“剛性連接”。通過對接鎖使兩個連接器貼合，實現(xiàn)“剛性連接”，將兩個航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。

連接后的“組合航天器”由“天宮一號”控制

據(jù)陶建中介紹，“神舟八號”和“天宮一號”實現(xiàn)剛性連接后，將通過制動控制系統(tǒng)，接通兩個航天器的電氣液路通道，進(jìn)行信息和能源并網(wǎng)。連接后的“組合航天器”由天宮一號控制，“神舟八號”處于停靠狀態(tài)，但如果出現(xiàn)故障，“神舟八號”則可以立即進(jìn)行“替補”。

在聯(lián)合飛行任務(wù)結(jié)束后，或在緊急狀態(tài)下，實現(xiàn)兩個飛行器的安全分離也至關(guān)重要。根據(jù)程序設(shè)計，對接鎖可自動分離，一旦出現(xiàn)故障，也可手動分離，將兩個對接機(jī)構(gòu)掰開；此外，還可以采用火工品將對接機(jī)構(gòu)炸開，實行強(qiáng)行分離。（來源： 新華網(wǎng) ）