图:空间实验室系统总指挥何宇接受本站专访(张媞媞 摄)
【中国载人航天工程网 9月29日】截至2014年9月29日,执行我国空间交会对接任务的天宫一号目标飞行器安全稳定运行三周年,超期服役一年整。空间实验室系统总指挥何宇在接受本站记者专访时表示,天宫一号突破了大量空间飞行技术并开展先期技术验证,为空间实验室任务和空间站研制建设积累经验。
三次对接任务完成圆满 突破空间交会对接关键技术
记者:我们都知道天宫一号在这三年来完成了三次交会对接任务,回顾这些任务的完成,您认为取得了怎样的技术突破呢?
何宇:天宫一号2011年9月29日发射升空后,与神舟八号、九号、十号飞船完成了多次自动和手控交会对接,先后接纳两批六名航天驻留,完成了一系列科学实验、技术试验和空间应用。通过这一系列任务,首先从技术层面突破了很多关键技术。最主要的是突破和掌握了交会对接这一载人航天关键技术,掌握了组合体控制技术,也验证了在轨中长期飞行的生命保障技术。任务期间,我们还开展了地板更换等在轨维修试验。这些关键技术将来空间站研制建设中会应用到。其次,在天宫一号在轨三年的飞行期内,也对近地轨道空间环境对载人航天器的影响进行了充分验证。这些都是为将来天宫二号的研制提供了经验。
拓展应用阶段试验成果斐然 初步验证快速对接相关技术
记者:在神舟十号任务之后,天宫一号进入长期运营阶段,这个阶段又开展了哪些技术试验呢?
何宇:天宫一号在完成神舟十号任务以后,经科学评估进入拓展应用阶段,到目前已经进行了将近一年的在轨飞行,这期间,在工程总体的统一组织下我们开展了大量拓展试验。一是继续开展应用载荷的实验;二是围绕新的飞行模式,如快速交会对接,开展了新的测控方案以及技术验证;三是开展了设备的专项可靠性验证试验。天宫一号是目前我们国家近地轨道飞行时间最长的载人飞行器,这是对设备环境耐受性的一个极大考验,但天宫一号飞行状态非常良好,我们的设备都是在主份模式,这样的话很多备份设备就没有机会工作,所以为了验证这些备份设备工作的可靠性,我们专门安排了备份设备工作情况下的试验,也取得了良好的结果。这些拓展试验的成果也将为天宫二号的运营和任务奠定了基础。
成功来自最初的精心设计 三层考量确保可靠性
记者:天宫一号不仅圆满完成了任务,还经受了拓展应用阶段的考验,是不是可以说,我们最初对天宫一号的设计还是非常成功的?现在回顾整个设计历程,您觉得有哪些最主要的考虑和经验?
何宇:是的,天宫一号是我国第一个长期在轨运行的目标飞行器,不仅长期在轨,还要与飞船对接接纳航天员访问。相比神舟飞船,在可靠性方面是一个技术跨越。在设计之初,我们也是把压力转换成动力,发动整个研制团队,从系统设计到分系统设计到单机设计,都在提高产品可靠性方面想了很多办法。一方面是从方案上要做到安全可靠,在系统级方案上做了很多考量,除了电源、推进等系统的可靠性,还在自主姿态控制和自主故障诊断等方面设计了很多安全策略,使天宫使天宫一号在没有地面测控支持的情况下也能确保自己的安全,能够自行处理一些故障;在分系统级层面,主要进行备份设计;在单机产品级层面,主要进行了电路冗余备份设计。这些都是为了提高可靠性。除了提高天宫一号自身可靠性设计,我们还做了大量在轨飞控预案,加强飞行状态监视,确保了天宫一号圆满完成任务。
天宫二号将是真正的空间实验室平台 奠基未来空间站
记者:天宫一号与天宫二号听起来像一个系列,但其实定位还是有区别的,主要区别在哪里?对技术上提出了什么样的要求?
何宇:是的,虽然名字只差一字,但定位和功能有很大差别,从目标飞行器变成了空间实验室。前面我说了,天宫一号的任务的主要目标是突破交会对接技术、组合体管控以及航天员中期驻留,这些都属于先期技术验证。而天宫二号将是我国首个正式的空间试验室平台。应该说,空间实验室是世界各国在建设空间站过程中的一个必须经过的阶段。天宫二号空间实验室的主要任务有几个方面:
一是接受航天员的中期驻留返回。为了满足这一点,在设计上首先增加了消耗品配置,同时围绕降低航天员的在轨工作强度,提高航天员在轨生活舒适度,进行了很多的设计改进,使航天员在驻留期间,使他们的生活和工作舒适惬意,身体健康,精神愉悦。
二是突破和掌握货运飞船交会对接以及推进剂补加等技术。交会对接技术我们利用神舟飞船已经进行了充分的验证,但是货运飞船毕竟是一个新型号,也需要通过任务来进一步验证。为了验证推进级补加,需要在天宫二号部署一套全新的补加系统,这套系统是全新设计,也是天宫一号所不具备的。
第三,为系统开展空间科学实验提供更强的载荷支持能力。不仅实验数量要增加,实验设备也要增加,这就对天宫二号的承载能力、热控、供电、环境等各方面提出了相比天宫一号更高的要求。所以,我们在天宫二号的设计中也开展了大量优化设计,挖潜减重可能性,使得天宫二号在满足运载火箭发射能力的前提下,尽可能多地满足更多实验载荷应用能力要求。
当然,这些也是我们未来空间站建设所必须具备的技术。所以从这个意义上说,空间实验室也是空间站任务的先导和基础。
记者:目前天宫二号任务大概进行到了什么阶段呢?
何宇:天宫二号已经进入正样研制阶段。正在按照任务计划开展后续的系列总装测试验证,从目前进展看,实现2016年发射的任务目标是没有问题的,我们对此充满信心。(张智慧 丁颖)