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航天专家:交会对接技术为建空间站做准备
浏览次数:145     发布时间:2011-11-18    
交会对接微波LD总设计师孙武(右)、主持人郝婧、飞船回收着陆分析系统γ高度表主任设计师王征(左)   交会对接微波LD总设计师孙武(右)、主持人郝婧、飞船回收着陆分析系统γ高度表主任设计师王征(左)

飞船回收着陆分析系统γ高度表主任设计师王征、交会对接微波LD总设计师孙武(右)做客新浪网 飞船回收着陆分析系统γ高度表主任设计师王征、交会对接微波LD总设计师孙武(右)做客新浪网

  神舟八号飞船即将返回地球,新浪网与中国航天科工网联合邀请交会对接微波LD总设计师孙武先生和飞船回收着陆分系统γ高度表主任设计师王征先生做客新浪访谈间,和网友聊聊神八天宫二次对接及返回地球的话题,以下为访谈实录主持人郝婧:各位网友下午好!欢迎大家关注新浪网与中国航天科工网联合举办的在线访谈。天宫一号与神舟八号交会对接任务是我们近期关注的一个热点话题,神舟八号飞船即将返回地球,今天我们演播室请到了两位来自航天科工集团公司的专家,他们将为我们解读这次交会对接中的关键奥秘,首先我们来介绍一下两位专家。第一位是交会对接微波LD总设计师孙武先生,第二位是飞船回收着陆分系统γ高度表主任设计师王征先生,欢迎二位!

  天宫一号与神舟八号一共进行了两次交会对接,第一次已经成功了,为什么还要进行第二次?

  孙武:大家都知道首次交会对接取得圆满成功,为什么要进行第二次交会对接,主要目的有以下三条:一个是研究交会对接的可靠性,尽可能获得实验数据,为以后的对接做好技术储备。第二是验证交会对接测量设备及在阳照区的时候工作性能,验证光照对交会对接敏感器的影响。第三就是要验证飞行器之间的分离技术。分离技术是一项非常复杂的技术,包括一些调姿、解锁、分离等复杂技术。多次对接对于获得可靠数据有相当的好处。

  主持人郝婧:作为您来看第二次交会对接跟第一次交会对接相比是不是更成功?

  孙武:第二次交会对接跟第一次交会对接相比,省去了远距离导引,在近距离停泊对接,第二次交会对接十分圆满,进一步验证了光学设备在强阳光下工作的可靠性。

  主持人郝婧:我们听说这次交会对接中增加了微波LD,是交会对接任务中首次增加的一项,您给我们介绍一下它起到了什么样的作用?

  孙武:微波LD可以精确的测量飞行器之间的距离、速度、角度以及变化率,这些数据是控制系统,控制飞船的一些必须参数。这次交会对接中微波LD主要负责中远近距离的导引,首次交会对接过程当中微波LD从220公里开始捕获和跟踪目标直到对接成功,全程工作稳定,实现了首先捕获目标,然后稳定地跟踪目标,精确测量目标这一目的,圆满完成了测量任务。在第二次对接的过程当中,微波LD同样表现特别优异。

  主持人郝婧:我们都知道航天科工集团是以“精于安全”来保障这次交会对接任务的,这次任务中我们采取了哪些措施来保障实现精确对接呢?

  王征:在首次交会对接的任务当中,咱们科工集团三院为神舟八号专门研制了高精度加速度计组合,是基于在空间微重力的情况下测量航天器,实时给出速度和距离的信息,确保咱们神八和天宫一号准确无误地在太空中交会对接。这次咱们加速度计进行了大量的研制工作,通过本次实验,经过这样一些验证,我们可以充分认识到目前的技术水平已经得到了充分的验证。

  主持人郝婧:马上神舟八号就将要回到地球,我们将怎么样保障神舟八号飞船的安全着陆呢?

  王征:这次神舟八号即将回来了,航天科工集团为神舟八号专门研发了γ高度表,主要是用于近距一米高度,给出发动机点火策动指令的装置。它主要是用于飞船正常返回下,在主伞打开减速至10米的情况下,给出一米高度的准确定位信号。

  孙武:微波LD在这次返回的过程中,也起了一定的作用,首先在分离的过程中,直到5公里微波LD要进行精确的测量,辅助飞船进行分离。分离完成之后在进入大气层的过程当中,二院23所研制的回收一号LD,可以精确地跟踪目标。这个LD是我国第一个精确的相控阵跟踪LD,在历次飞船回收过程当中成绩比较显著。这次引导神舟八号回家,为飞船返回段跟踪测量提供精确的服务,包括了未来的航天员安全的返回。

  主持人郝婧:中国载人航天工程的新闻发言人武平曾经说过,到2020年中国有可能建成自已的空间站,您二位了解的情况能不能给我们介绍一下?

  孙武:载人空间站是载人航天三步走战略当中的最后一步,预计在2020年建成长期的有人照料的大型空间站,目前交会对接的技术,就是为了这一目标做准备。科工集团也将继续加速技术创新,紧密跟踪任务需求,为后续做好服务。我们有能力为了实现咱们国家建成大型的空间站和载人航天贡献自己的力量。

  主持人郝婧:您有什么补充?

  王征:科工集团在这次交会对接过程当中,我们有了自己的交会对接LD,也有首次γ表应用,是第一次承担这样重大的航天工程。在后续的发展当中,我们科工集团在它的有效载荷和货运飞船这些,也在跟科技集团开展深入的合作,我们也有这个实力进一步开拓空间工程相关的领域,也要把相关的产品技术早日应用到后续的工作当中。

  主持人郝婧:我们一些网友对于二位刚才提到的一些关键性技术都很感兴趣,孙总能不能给我们介绍一下微波LD的特点呢?

  孙武:载人航天工程是国家一个标志性工程,对于加速我国的技术创新,提升我国的国际地位,凝聚中华民族的自信心,都具有很重要的意义。交会对接是载人航天的二期关键技术,25所承担了交会对接微波LD的研制工作。交会对接微波LD系统主要分为LD和应答机,交会对接微波应答机放在天宫一号上,交会对接微波LD放在神八上。它的工作过程大致是这样的,LD发射信号,应答机锁定并转发信号,LD跟踪应答机转发的信号,就可以进行距离、速度、角度的测量。我们这部LD比较新,属于全新体制的一个发明,它主要是采用高速维伪码进行测距,利用载波多普勒进行测速,利用干涉仪进行测角,具有一些明显的优势。第一个是搜索空域大,作用距离远,我们的微波LD可以在正负60度角范围内搜索目标,从100多公里到20米全程工作。在首次交会对接当中,微波LD在220公里就捕获和跟踪了目标,比要求的指标高了一倍,精确测量目标直到成功对接。第二个是测量精度比较高。第三个就是体积小、重量轻和功耗低,航天产品体积、功耗、重量对于飞行器有很大的影响,减少体积、功耗、重量是航天产品一直追求的目标。 接下来我们的产品搜索、捕获目标的时间特别短,采用二维搜索技术进行搜索,时间特别短特别可靠。还有就是可以自主测量,不需要外部的信息,自己可以捕获跟踪目标。另外一个是可以全天候工作,不怕光干扰,也不怕电磁干扰。最后一个就是我们采用干涉仪天线,没有机械运动,可靠性比较高,使用比较方便。25所在99年的时候就开始跟踪载人航天工程的进展,在03年左右,我们提出一个全新体制的交会对接微波LD,当时这种体制比较新。我们从03年到06年把它研制成功,实际上早期的对接方案当中没有微博LD,后来因为阳光对于交会对接设备干扰的问题越来越突出,交会对接LD正好适应了这个需求。我们07年接到任务之后,整个一个团队经过45+2白加黑的工作方式,仅用了4年时间就按期完成了任务,成为第一个交付的单机产品,并且在首次交会对接和二次对接中表现得特别优异。

  主持人郝婧:您刚才提到体积和重量都受影响,咱们LD到底体积和重量是一个什么样的数据呢?

  孙武:大约是250×230×9这么一个立方体,很小。实际上这次我们实验的产品当中,缺乏一定的经验,我们后续的产品当中已经做了重大的改进,体积、功耗、重量都已经减小到原来的一半还多,性能保持不变。

  主持人郝婧:刚才王征提到的γ高度表首次实现了国产化,您给大家介绍一下这个方面有什么新技术。

  王征:我先把γ工作的过程和重要性再说一下。咱们飞船目前都是采用降落伞减速陆地回收的方式,如果光靠降落伞减速的话,飞船着陆前的速度大概是10米/秒左右的,这样被?一下的话宇航员生命和安全会受到影响。γ表主要是在一米左右高度,起到近距发动机点火的工作,它的速度从由原来的10米/秒降到1-2米/秒,这样宇航员就安然无恙了。γ表我们也是经过了多年的研制,从它的可靠性和测距的机理进行了很多研究,它的主要工作原理是向地面辐射γ射线,探测接受离子数进行判高测距。γ射线穿透力很强,返回舱里面直接就向地面辐射了,γ也照样可以接受,所以可以保证舱体的结构强度,不像无线电要开窗口,容易降低舱体的强度。γ表上我们是要确保宇航员安全返回,它关键是要给出可靠的点火指令,我们进行了它的冗余设计,要有冗余给出。第二个给出复合点火功能,有速度强制的,比如说飞船下降速度5-10米范围内,我们会给它设置一个强制的点火数据,是多种功能复合的,要确保点火。这次神舟八号γ终于随着神八参与了飞行任务,通过多年的研制,我相信γ测距的技术,我们现在终于掌握了,我们可以为以后的航天器量身订作γ表测距产品,解决以前的技术问题。这些来讲我们还是非常有信心的。

  主持人郝婧:我们知道天宫一号还将在天空中运行将近两年的时间,神九、神十都将在这期间与它进行对接,请两位展望一下对接过程中我们的技术会怎么样?

  王征:这次神八是无人飞行,但是我们的设计是按照有人在天、有人返回设计的,目的就是完成神八、神九、神十交给我们的任务,第一步我们要首战首成,第二步确保宇航员安全返回,第三步为后续认证,确定这套产品。现在神八已经安全返回,神九、神十我们很有信心,我相信我们γ表工作一样会很出色,能够确保任务完成。

  孙武:明年上半年神九进行发射,下半年神十进行发射,任务很重。我们作为交会对接LD这一块,我们也是做好了准备,神九、神十的微波LD都已经准备就绪,保驾工作正在筹备,我们一定会为明年的两次对接做好保驾工作。

  主持人郝婧:谢谢两位专家,今天我们的访谈就到这里,感谢您的关注。


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