——访天宫一号目标飞行器总设计师张柏楠
近一段时间，天宫一号目标飞行器成为全国乃至世界关注的焦点。作为我国载人航天工程首次交会对接任务的“先行者”，“天宫一号”在突破技术难关、拉开中国未来空间站建设大幕的进程中，承担了哪些任务，又作出了哪些贡献？
对此，天宫一号目标飞行器总设计师张柏楠在接受本报记者专访时表示：“作为我国空间实验室的雏形，‘天宫一号’突破了很多关键技术，也验证了很多创新尝试，这些都足以让它在历史长卷中留下浓墨重彩的一笔。”
系统工程中“挑大梁”
据张柏楠介绍，天宫一号目标飞行器是我国第一个低轨道、长寿命的大型载人航天器，设计寿命为2年。整个飞行器重量约为8.5吨，分为两个舱。前舱为实验舱，是全密封环境，对接完成后航天员进入该舱进行工作；同时，航天员一些必要的生活活动、睡眠等也都在这里进行。后舱则是资源舱，内置动力系统、推进系统，保障能源供应。实验舱的航天员活动空间有15立方米，较之以往的神舟飞船六七立方米的小空间而言，有了很大扩展，更加适合航天员长时间居住。
“‘天宫一号’在整个载人航天工程中主要承担着两项重要使命，一是突破交会对接技术和组合体控制技术，二是作为空间实验室的雏形，验证空间站关键技术，为将来空间站的建设打基础。”谈到“天宫一号”承担的主要任务，张柏楠如数家珍。
“天宫一号”作为目标飞行器，首先要联手神舟八号飞船突破交会对接技术。一旦对接成功，神舟八号飞船停靠关机，转由“天宫一号”控制两个飞行器飞行，这时又要考验其组合体控制技术。
同时，“天宫一号”还承担着为将来空间站的建造打基础的重要使命。实际上，天宫系列目标飞行器就是空间实验室的一个雏形，无论是现在正在执行交会对接任务的“天宫一号”，还是后续陆续将发射的天宫系列型号，主要任务都是要验证空间站的关键技术，为将来建造空间站打基础。
交会对接的“指令长”
在交会对接任务中，天宫一号目标飞行器扮演着一个引导者和指挥管理者的角色，就像一个团队中的“指令长”，始终掌控着工作进度和进展。
当神舟八号飞船进入预定轨道，并开始搜寻“天宫一号”的倩影时，“天宫一号”就会向对方提供引导信号，告诉对方“我在这里”，并始终给追踪飞行器提供引导信息。
等到双方终于“敖包相会”，实现对接后，神舟八号飞船就将“大权”上交，安心地停靠在“天宫一号”身边，按照其控制指令来飞行。
这时，“天宫一号”就义不容辞地承担起了“班组长”的职责，不仅要控制好自己，还要照顾并控制好“神舟八号”的状态，也就是突破组合体控制技术。
“完成组合体的控制和管理，并非易事。过去，不管是卫星还是飞船，都是自己管自己，而现在‘天宫一号’却不能只独善其身。”张柏楠解释道。对接完成后，“天宫一号”要为神舟八号飞船供电，起码要满足500瓦的供电能力，以补充飞船能源，这同时也是对将来空间站整个能源系统统一调配、统一管理技术进行试验验证。
整个组合体的姿态和轨道也都要由“天宫一号”来统一控制，因而控制重量翻了一番，等于从轻装上阵到负重前行，无论是指令还是遥测，双方都要重新适应。
空间站建设的“先遣兵”
张柏楠说，俄罗斯从“礼炮1号”到“礼炮7号”，前后反复试验，不断进行空间站技术验证，并最终完成了和平号空间站的建设工作，是个循序渐进的过程。我国目前计划在“天宫一号”之后再追加研制后续的系列目标飞行器，以共同完成空间站建设的实验验证任务。
用最小的试验样本突破关键技术，并获取最大的实验成果，即用最少的投入换取最大产出，这也是中国特色的载人航天发展之路。
这也就意味着，“天宫一号”这位空间站建设的“先遣兵”，无论是从自身装备还是承担的任务而言，都肩负重担，任重道远。
此外，“天宫一号”里还有很多未来空间站会用到的技术和设备，比如大型控制力矩陀螺。据张柏楠介绍，飞船短期飞行靠发动机控制，中型卫星靠动量轮控制，而空间站这种大型空间设施则要靠力矩陀螺才能控制。此外，“天宫一号”应用的电池发电效率已经跟国际先进水平相差无几。在信息传输上，“天宫一号”也改变了以往依赖地面的被动局面，转而依靠中继卫星实现更快更高效的通讯。
在轨补加技术也是未来空间站建设的一个关键技术，而“天宫一号”就可以实现推进剂在轨补充，其先进的金属膜壳储箱未来就可以直接应用于空间站的推进系统之中。
由此看来，把“天宫一号”比喻成打造未来中国空间站的梦工厂，一点也不为过。（中国航天报社记者 刘斐）
|
|
|