解碼“天宮一號”

“天宮一號”的發(fā)射，成為全國乃至世界矚目的焦點。作為中國航天高技術(shù)水平、高可靠性能的最新代言，“天宮一號”在突破技術(shù)難關(guān)、開啟中國未來空間站建設(shè)大幕的重大工程中，承擔了哪些任務(wù)，又作出了哪些貢獻？
對此，中國航天科技集團公司五院天宮一號目標飛行器總設(shè)計師張柏楠接受記者采訪時表示：“作為我國空間實驗室的雛形，‘天宮一號’突破了很多關(guān)鍵技術(shù)，也驗證了很多創(chuàng)新嘗試，這些都足以讓它在歷史長卷中留下濃重的一筆。”

兩項重要使命
據(jù)張柏楠介紹，天宮一號目標飛行器是我國第一個低軌道、長壽命的大型載人航天器，設(shè)計壽命為2年。整個飛行器分為兩個艙，前艙實驗艙是全密封環(huán)境，對接完成后航天員進艙進行工作、訓練，一些必要的生活活動、睡眠等也都在這里進行。后艙則是資源艙，內(nèi)置動力系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和能源。實驗艙密封的航天員活動空間有15立方米，較之以往的神舟飛船六七立方米的小空間而言，有了很大擴展，更加適合航天員長時間居住。
“‘天宮一號’在整個載人航天工程中主要承擔著兩項重要使命，一是突破交會對接技術(shù)和組合體控制技術(shù)，二是作為空間實驗室的雛形，驗證空間站關(guān)鍵技術(shù)，為將來空間站的建設(shè)打基礎(chǔ)。”張柏楠說。
據(jù)介紹，“天宮一號”作為目標飛行器，首先要配合神舟八號飛船突破交會對接技術(shù)；而一旦對接成功，神舟八號飛船停靠關(guān)機，轉(zhuǎn)由“天宮一號”控制兩個飛行器飛行，這時又要考驗其組合體控制技術(shù)。
天宮系列目標飛行器是空間實驗室的一個雛形，無論是“天宮一號”，還是后續(xù)陸續(xù)發(fā)射的載人航天器型號，主要任務(wù)都是要驗證空間站的關(guān)鍵技術(shù)，為將來建造空間站打基礎(chǔ)。

交會對接的“班組長”
在交會對接任務(wù)中，天宮一號目標飛行器扮演著一個引導者和指揮管理者的角色，就像一個團隊中的“班組長”，始終掌控著工作進度和進展。當神舟八號飛船進入預定軌道，并開始搜尋和探索“天宮一號”的倩影之時，“天宮一號”就會相應(yīng)地向?qū)Ψ教峁┮龑盘?，告訴對方“我在這里”，并始終給追蹤飛行器提供引導信息。等到雙方終于“敖包相會”，實現(xiàn)對接后，神舟八號飛船就將“大權(quán)”上交，安心地停靠在“天宮一號”身邊，按照其指令和控制來飛行。
這時，“天宮一號”就義不容辭地承擔起了“班組長”的職責，不僅要控制好自己，還要照顧并控制好神舟八號的狀態(tài)，也就是突破組合體控制技術(shù)。
“完成組合體的控制和管理，并非易事。以前衛(wèi)星也好、飛船也好，都是自己管自己，而現(xiàn)在‘天宮’卻不能再獨善其身。”張柏楠解釋道，對接成功后，“天宮一號”要為神舟八號飛船供電，起碼滿足500瓦的供電能力，以補充飛船能源不足的問題，這同時也是對將來空間站整個能源系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理技術(shù)進行試驗驗證。整個組合體的姿態(tài)和軌道也都要由“天宮一號”來統(tǒng)一控制，控制重量翻了一番，等于從輕裝上陣到負重前行，無論是指令還是遙測，雙方都要重新適應(yīng)。

試驗長征的“先遣兵”
張柏楠說，俄羅斯禮炮1號到禮炮7號，前后反復試驗，不斷進行空間站技術(shù)驗證，并最終完成和平號空間站的建設(shè)工作，是個循序漸進的過程。用最小的試驗樣本突破關(guān)鍵技術(shù)，并獲取最大的實驗成果，這是中國特色的載人航天發(fā)展之路。
這也就意味著，“天宮一號”這位空間站建設(shè)的“先遣兵”，無論是從自身裝備還是承擔的任務(wù)而言，都非等閑。
“天宮一號”里有很多未來空間站會用到的技術(shù)和設(shè)備，比如大型控制力矩陀螺。據(jù)張柏楠介紹，飛船短期飛行靠發(fā)動機控制，中型衛(wèi)星靠動量輪控制，而空間站這種大型空間設(shè)施則要靠力矩陀螺才能控制。此外，“天宮一號”應(yīng)用的電池發(fā)電效率高達27%～28%，已經(jīng)跟國際先進水平相差無幾。在信息傳輸上，也改變了以往依賴地面的被動局面，轉(zhuǎn)而依靠中繼衛(wèi)星實現(xiàn)更快更高效的通訊。
在軌補加技術(shù)也是未來空間站的一個關(guān)鍵技術(shù)，而“天宮一號”將可以實現(xiàn)推進劑在軌補充，其先進的金屬膜殼儲箱未來就可以直接應(yīng)用于空間站的推進系統(tǒng)之中。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（據(jù)新華社）