太空中的穿针引线“交会对接”

　　10月19日，神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室与地球轨道上自动交会对接成功。这是我国神舟系列飞船与天宫系列空间实验室第七次实现交会对接，也是自9月15日天宫二号发射入轨后与神舟系列飞船的第一次“携手”。

　　（神舟十一号与天宫二号交会对接）

　　自俄罗斯和美国之后，我国已经成为世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。这项技术突破使国人瞩目，令世界震惊；依靠这项技术，航天员能够在“天宫”里长时间工作生活，为国家在世界航天竞争中占据一席之地。

　　交会对接技术为什么如此重要？

　　交会，指多个航天器在轨道上按预定的位置和时间相会。这是实现航天器对接的前提，也可以实现对空间目标的拦截，能在未来空间作战中实现敌对卫星捕获，具有国防意义。

　　对接，指两个航天器在交会后连成一体。在交会对接完成之后，载人飞船和空间站能够进行人员替换、相互补给，实现在轨维修、燃料加注，还可以在星际航行中组成组合体飞行器，从而完成更多探测任务。

　　（国际空间站）

　　正因为在航天器补给、维修、深空探测等方面的重大意义，交会对接技术被列为载人航天活动的三大基本技术之一。这项技术将在未来的天地交通中频繁应用。

　　交会对接技术到底有多难以实现？

　　在国外载人航天活动的早期，航天器之间的交会对接成功率并不高；历史上美国和俄罗斯（苏联）共进行过200多次空间交会对接，总共失败达17次之多。

　　1997年俄罗斯“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站交会对接失败相撞，使“和平”号空间站“光谱”号舱被迫关闭，部分氧气泄漏，动力系统也部分损坏，险些酿成灾难性后果。

　　（“和平”号空间站）

　　自1966年美国第一次实现航天器交会对接以来，世界上除中国外仅有4个国家和地区在地球轨道上完成过交会对接，而日本与欧洲的交会对接依赖美俄技术。在中国之前，真正掌握空间交会对接技术的仅有美俄两国，而能独立研制对接结构的仅有俄罗斯一国（美国从俄罗斯采购该结构）。

　　1995年，我国选择自主研发对接结构，依赖自己的设计、研制走上交会对接的攻关之路。1999年，我国第一套对接机构原理样机诞生，此后又在此基础上发展出各类空间对接试验设备。

　　（天宫一号模型）

　　为实现航天器对接，对接机构总装团队历时数年，突破技术难关，经过1101次地面对接试验，647次分离试验，并拿出9套正样产品、备份产品。这些产品是未来“天神”成功对接的物质基础。

　　神舟、天宫如何在天际携手而行？

　　为实现航天器之间的交会对接，航天员与地面人员需要共同协作，分步完成。本次神舟十一号与天宫二号的交会对接过程分如下四步：

　　第一步：挑选发射时机，使航天器进入同一轨道面。

　　为确保神舟十一号发射后与天宫二号处于同一轨道面上，工程师们将飞船发射时间定为10月17日前后。结合气候、空间环境等因素，早晨7时30分，神舟十一号飞船搭乘长征二号FY11运载火箭腾空而起，景海鹏和陈冬两名航天员进入太空。在此过程中，工程师们通过各测控中心与中继站的遥测监控，控制神舟十一号进入到比天宫二号稍低的圆形轨道运动。

　　（长征二号FY11运载火箭发射）

　　第二步：确定追踪航天器与目标位置，实行变轨。

　　在神舟十一号飞船进入预定轨道后，轨道工程师通过导航卫星准确定位飞船位置，再通过霍曼变轨的相应测算，对神舟十一号飞船施加合适推力使其变轨。为保证精确，神舟十一号飞船进行了五次变轨，最终进入高度为393公里的天宫二号轨道，并与天宫二号建立通信关系。

　　第三步：追踪航天器调整自身姿态，逼近目标。

　　在轨道上，神舟十一号与天宫二号保持着比子弹快8倍的高速。而为了验证空间站建造技术，本次采取的对接模式更接近飞行器停泊到空间站。神舟十一号于19日1时11分转入自主控制状态，以自主导引方式接近天宫二号；2时21分，神舟十一号飞船到达相对距离5公里的位置，点火飞向天宫。

　　（神舟十一号发射全过程）

　　第四步：追踪航天器调整速度，交会对接。

　　在靠近天宫二号的过程中，神舟十一号经历了四次停泊——从相对距离5公里的位置，到相距400米飞船对接机构推出，再到120米确定位置姿态，再到30米内以0.2米每秒的速度缓慢靠拢。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，于3时31分锁紧对接机构，两个飞行器建立刚性连接，形成组合体，对接完成。

　　（微波雷达团队为交会对接做准备）

　　为保障神舟十一号与天宫二号对接任务的顺利完成，三颗天链一号卫星作为中继卫星接力跟踪，北京、西安等各地测控中心严格监控，众多工程师与科研人员星夜无眠，在此感谢他们的辛勤付出。

　　对接成功后，我们要做哪些事？

　　早在1992年，我国就确立了以建立空间站为目标的航天计划。这一计划分三步，第一步是载人飞船阶段，目标是将航天员送入太空，正常运行若干天，并成功返回。

　　（天宫二号空间实验室）

　　第二步是空间实验室阶段。天宫一号被运往太空主要为了完成交会对接任务；而天宫二号不仅如此，还将进行14项科研项目，涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等八个领域。

　　（两名航天员于天宫二号空间实验室内）

　　本次神舟十一号载人飞船将进行4项在轨试验项目，并将与天宫二号空间实验室作为组合体、完成30天中期驻留任务。完成组合体飞行后，两位航天员将随神舟十一号撤离天宫二号，返回地球，天宫二号也将转入独立运行模式。

　　在不远的将来，天舟一号货运飞船将与天宫二号对接，开展推进剂补加试验。2020年前我国将初步完成空间站建设，我国的载人航天事业也将迈入第三步——一个应用发展的新阶段。