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如何确保神舟十一飞船对接成功|什么方案能保障航天员的安全

时间:2016-10-27 09:03 来源:http://www.028nb.com 作者:星星

如何确保神舟十一飞船对接成功|什么方案能保障航天员的安全_WWW.028NB.COM

此前中国载人航天任务航天员曾在轨进行过手动对接、自动对接等多次交会对接操作。这次如何确保神舟十一飞船对接成功的呢?又是如何进一步保障宇航员的安全的呢?一起看一下。

据介绍,神舟十一号飞船将在距离地面393公里的轨道高度与天宫二号进行交会对接。而这个轨道比此前的神舟飞行任务的轨道高度高出50公里。据专家介绍,神舟十一号与天宫二号这两个航天器要经过几十万公里的追逐,完成“穿针引线”的动作,最终联成一体,这一系列动作非常困难。一旦飞行器的“眼睛”不够精准,将导致交会对接失败,甚至飞行器碰撞。

如何保证神舟十一号载人飞船与天宫二号一次完成对接成功?中国航天科技集团公司五院502所产品主任设计师龚德铸介绍称,神舟十一号飞船上安装的交会对接光学成像敏感器将成为保障对接的“太空之眼”。龚德铸解释说,光学成像敏感器是用于神舟飞船与目标飞行器交会对接的近距离成像测量敏感器,由位于神舟飞船上的相机和位于目标飞行器上的目标标志器组成。在工作状态中,“天眼”的相机通过对标志器进行成像测量,得到飞船与目标飞行器间的相对位置和相对姿态数据,为两个飞行器提供相对导航的测量信息。

为准确完成交会对接动作,在之前神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器的交会对接任务中,科研人员已经为它们配置了这件“法宝”。不过此次任务研制者又为“天眼”进行了全新升级。专家介绍称,在太空中,太阳光的照射强度是地球上的3-5倍,飞行器的“眼睛”在交会对接时容易被闪坏。更重要的是,在天宫二号、神舟十一号以及中国未来的空间站任务中,交会对接会变成一项常态化的任务。空间站既要与载人飞船对接,又要与货运飞船对接,还可能会与国外的航天器对接,这就对光学成像敏感器的太阳杂光抑制能力提出更高要求。研制人员还将首次捕获时间提高了一个数量级——由原来的约10秒提高至不到1秒。这就好比司机在开车时被强光晃到眼睛后恢复正常视力的时间,眼睛从看到目标到做出判断的响应时间也大大缩短。

搭建近实时传输的太空“基站”

其实,光学敏感器的升级只是神舟飞船改进的一小部分,几乎每一个细节的技术含量都在不断提高。相比由地面测控站和海上测量船组成的陆海基测控网,中国拥有的三颗“天链一号”中继卫星相当于将地面测控站搬到距离地球3.6万公里外的太空同步轨道。神舟十一号飞船成功发射后,为确保与地面通信的实时畅通,借助安装在飞船上的宽波束中继通信终端可以实现与中继卫星天链一号实现“太空握手”,这样就完成了中继终端对天链一号的捕获跟踪,并向中继卫星发送数据,建立起从神舟十一号到中继卫星再到地面站的数据传输链路。

据专家介绍,通过中继终端建立的天基测控通信系统建立之后,将对神舟飞船的测控覆盖率提高70%以上。相比陆海测控方式,天基测控具有很多优势,由于单颗中继卫星通常可跟踪40分钟左右,更有利于天地通话、科普实验等在轨试验任务的展开。而且中继卫星可以为神舟十一号飞船提供高速率数据传输,这就为高质量的图像话音、大容量科学实验数据传输提供了便利。

“一切为了航天员的安全”

《028牛逼吧》记者在采访过程中,听到最多的一句话就是“一切为载人,全力保成功”,从中可以看出中国载人航天项目对于航天员安全的重视程度。而神舟十一号飞船也通过一系列的技术改进,进一步保障航天员的安全。

在载人交会对接中,由于任务需要,神舟十一号飞船要频繁变轨,以往实行的地面计算落点的方式可以为航天员安全返回提供帮助。为进一步保障航天员的安全,提升飞船自主运行的能力,飞船系统设计了在轨自主应急返回的救生方案。也就是说一旦神舟十一号飞船与地面失去联系,导致地面指挥系统无法为飞船计算准确的落点,飞船将启动自主应急返回系统。该系统相当于为航天员的安全再加一道砝码,它可以进行轨道预报,并通过神经网络计算落点的控制参数,寻找落点的优选方案,进而实现飞船的自主应急返回。

回收着陆是载人航天活动中决定航天员能否安全回家的最后一棒。据航天科技集团五院神舟飞船副总设计师荣伟介绍,神舟十一号回收着陆最大的亮点是全国首创的特大型降落伞。降落伞系统是飞船返回阶段的重要气动力减速装置,它可以将飞船返回舱的速度从“高铁”级别降到相当于普通人慢跑。神舟十一号的降落伞系统由7000多个零部件组成,是目前我国航天器回收降落伞中结构最庞大和最复杂的系统。其中主伞1200平方米,能铺满一个足球场。此外着陆缓冲技术也得到提升。为了让飞船在“落脚”的一瞬依然保持航天员良好的乘坐体验,研究人员将着陆缓冲技术应用于神舟飞船返回舱的着陆缓冲系统,从而实现返回舱“软着陆”。

      

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