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神舟八号无人飞船

神舟八号无人飞船,是我国神舟系列飞船的第八艘飞船,主要执行与天宫一号目标飞行器进行交会对接任务,空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。

神舟八号于2011年11月1日5时58分10秒在酒泉卫星发射中心成功发射,并于11月3日凌晨与天宫一号自动对接,使中国成为继美国和俄罗斯之后,世界上第三个掌握空间交付对接技术的国家。

神舟八号于2011年11月17日19时32分30秒成功在内蒙古四子王旗主着陆场着陆。

名称神舟八号无人飞船研制国家中华人民共和国
发射时间2011年11月1日5时58分10秒发射场酒泉卫星发射中心
运载工具长征二号F运载火箭返回时间2011年11月17日19时32分30秒
飞行时间16天13小时33分钟

主要任务

天宫一号/神舟八号交会对接任务,是中国首次空间交会对接试验,是突破和掌握空间飞行器交会对接技术的关键之战,是继突破载人飞船天地往返和航天员空间出舱活动技术后,我国组织实施的又一重大科技实践活动。此次任务目标是,准确进入轨道,精确交会对接、稳定组合运行,安全撤离返回。

此次任务,共有航天员系统、空间应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、着陆场系统、空间实验室系统等载人航天工程八大系统参加任务。

技术改进

神舟八号飞船在前期飞船的基础上,进行了较大的技术改进,全船一共有600多台套的设备,一半以上发生了技术状态的变化,在这中间,新研制的设备、新增加的设备就占了15%,主要变化是两个方面:

具备了自动和手动交会对接功能,为此新增加和改进了一些设备。比如新研制了异体同构周边式构型和多种交会对接测量设备,用于交会对接自主控制的飞行软件、控制软件,也是全新设计和研发的。为了满足交会对接的任务,飞船上增加配置了平移和反推发动机。同时,航天员的手动控制设备也进行了改进。

飞船在前期具备57天自主飞行的能力基础上,已具备停靠180天的能力。神舟八号飞船电源帆板因为采用了新的太阳能电池板,发电能力提高了50%。飞船的降落伞系统和着陆缓冲系统也进行了技术上的改进,提高了使用的可靠性。

发射升空

2011年11月1日清晨5时58分10秒,长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火发射,火箭飞行583秒后,将神舟八号飞船成功送入近地点200公里、远地点330公里的预定轨道。

中国载人航天工程总指挥常万全随后在酒泉卫星发射中心宣布,神舟八号飞船发射圆满成功。此次神舟八号飞船发射,是中国长征系列运载火箭第149次航天飞行。

交会对接

神舟八号与天宫一号对接,组装成空间站雏形空间交会主要有四大步骤。地面引导——即两个航天器都上天入轨后,通过地面测控站的引导,逐渐缩短相互之间距离。

自动寻的——在相距100公里时,神舟八号开始捕捉天宫一号,这是一个自动追踪、捕捉的过程,让神八通过几次变轨,缩短与天宫的距离。

最终距离——当二者相距在100米到1米之间时,不仅要控制好相互间的距离、速度和姿态,还必须保持在每秒1米的相对速度内,以准备对接。

对接合拢——这时两个庞大的飞行器,在太空相距仅几十厘米,相对速度约每秒0.1米,横向相对误差不超过18厘米,才能严丝合缝地连为一体。整个对接过程必须保证接合平稳,不能剧烈摇晃从而影响在轨飞行器的姿态。对接时两个飞行器在空中都是超高速飞行状态,虽然对接时相对速度不大,但要在充斥着高密度等离子体、游离氧及紫外线等的复杂空间环境中,实现两个活动体间的精确对接,难度依然很高。

神舟八号对接机构

图:神舟八号对接机构

神八的成功发射并与天宫一号实现对接,标志着中国已经初步掌握空间交会对接能力,拥有建设简易空间实验室,即短期无人照料的空间站的能力。

神舟八号无人飞船执行与天宫一号的首次和第二次自动空间交会对接任务,为今后空间站的建立打下基础。

神舟八号无人飞船成功执行与天宫一号的首次自动空间交会对接任务,标志着中国成为继苏、美后世界第三个自主掌握次自动交会对接的国家,也标志着中国已经初步掌握了自动空间交会对接技术。

对接过程

首次对接

2011年11月3日00:34,飞船从5公里停泊点向400米停泊点前进。

00:41,用于交会对接的目标飞行器天宫一号,经过第4圈和第13圈两次变轨,当前位于距地球343公里的近圆轨道上。

00:42,北京航天飞行控制中心预报:神舟八号飞船将于01时07分进入400米停泊点。

00:46,远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始,在地面测控通信系统的导引下,飞船经过5次变轨控制,于2日深夜飞抵天宫一号后下方约52公里处,转入自主控制飞行状态。

00:48,神舟八号万里追赶天宫一号。天宫一号在固定的轨道上运行,发动机并不工作;而神舟八号则通过不断的变轨来拉近两者之间的距离。

01:01,飞船对接机构对接准备。

01:03,神舟八号对接环推出。

01:05,神舟八号对接准备完成。

01:05,飞船第30圈,天宫第541圈,进入马林迪站和天链一号01星跟踪弧段内,飞船进入400米停泊点。

01:06,地面对神舟八号对接机构的推出和准备情况进行确认后,飞船再次前进。

01:10,神舟八号与天宫一号的距离正不断缩短。相对导航状态正常。

01:10,空空通信正常。

01:11,天宫一号、神舟八号相对距离当前为270米。

01:16,交会对接的接近段已经结束,即将进入平移靠拢段,飞船经过两天多的飞行,与天宫一号的距离只剩最后的140米。

01:19,激光雷达导航。

01:20,CCD导航。

01:20,神舟八号从140米停泊点开始前进,正沿直线缓缓接近天宫一号。

01:21,天宫一号目标飞行器是倒飞状态,神舟八号是正飞。

01:21,飞船正在接近30米停泊点。

01:22,飞船激光雷达切近场合作目标。

01:23,飞船自主进入30米停泊点,稍做停泊。

01:27,飞船转最后靠拢。

01:29,对接环接触。

01:29,神舟八号对接机构上的5个环失衡传感器实时下传的数据表明,两个航天器已经成功接触。

01:29,飞船尾部4台发动机随即点火,给飞船提供一个对接推力。

01:29,对接机构捕获。

01:29,飞船对接机构上的3把捕获锁与天宫一号对接机构上的3个卡板器咬合。

01:30,完成捕获。飞船发动机旋即关机。

01:30,两个航天器完成柔性连接,连接后仍能相互移动。

01:30,飞船对接机构的机械缓冲系统完成缓冲和校正,在缓冲过程中,储存和消耗能量,校正对接换姿态,使其处于水平位置。

01:30,对接锁锁紧开始。

01:30,神舟八号对接机构的对接换环收回,拉近两航天器,两对接机构前端框面互相贴合。

01:34,对接机构端面密封完成。

01:35,两航天器完成刚性连接。

01:35,飞船和天宫一号对接机构上各分布12个对接锁,每个锁由能活动的主动钩和固定的被动钩组成。

01:36,对接机构锁紧完成。

01:37,组合体启控。

01:38,组合体消除姿态偏差。

01:41,组合体消除偏完成。

01:42,北京飞控中心宣布:对接机构锁紧,天宫一号启控,天宫一号、神舟八号交会对接完成。

神舟八号与天宫一号对接

图:神舟八号与天宫一号对接

第二次对接

2011年11月14日20时,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。这次对接进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

中外合作

神舟八号舱内储有以德国航空太空中心及德国霍恩海姆大学“SIMBOX”为主的拟微重力生物试验盒。神舟八号是神舟系列第一艘基本定型的飞船。在神舟八号上,开展了中德合作空间生命科学实验。该合作项目是在2008年中国和德国空间主管机构之间签署的协议框架下实施的。实验装置SIMBOX由德方作为主承包商开发,中德双方共17个生命科学实验项目参加了合作。

神舟八号无人飞船
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最新更新:2015-08-07 13:54
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