天宫一号：中国今晚21时16分至21时31分将发射卫星天宫将和神八合体

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“天宫一号”将于9月29日晚发射，将在太空中等待“神八”、“神九”和“神十”前来对接。

今晚21时16分至21时31分之间发射


9月20日，甘肃酒泉卫星发射中心，执行任务的“天宫一号”目标飞行器和“长征二号”F运载火箭组合体顺利转运出垂直总装测试厂房

迷你空间实验室

1966年3月16日，美国航天员阿姆斯特朗和斯科特乘坐“双子星座八号”飞船，手动操作交会过程，与无人“阿金纳”目标飞行器对接。对接后飞船猛烈滚动旋转，阿姆斯特朗不得不将飞船与“阿金纳”分开。分开后飞船仍在滚动，他改用手动控制才使飞船稳定下来，为确保安全，飞船紧急返回。后来查明原因，是因人为扳错开关造成的姿态控制系统故障。

这是人类历史上首次进行两个航天器之间的交会对接。接下来的40多年里，太空中发生过300多次交会对接，下一次即将是中国的“天宫一号”目标飞行器和“神州八号”飞船。

对“神舟”系列飞船我们并不陌生，但“天宫一号”是个什么东西？据航天科技集团公司五院“天宫一号”总设计师张柏楠向本刊记者介绍，“天宫一号”是一个全新的飞行器，重8.6吨，分为两个舱。以往的“神州”系列飞船是三舱式的，比“天宫一号”多了一个返回舱。“‘天宫一号’的前舱是实验舱，为全密封环境，对接完成后航天员可以进舱工作、训练，一些必要的生活活动以及睡觉也在里面。航天员的活动空间有15立方米，和‘神州’飞船六七立方米的狭小空间相比宽敞了很多，更适合长时间居住。后舱叫做资源舱，内置动力系统、推进系统和能源。”因为要实现交会对接，所以“天宫一号”实验舱前面还有一个交会对接机构。

“天宫一号”测试厂房

“‘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。”张柏楠说。

按计划，“天宫一号”9月底发射后，将在太空等待随后发射的“神州八号”。在“神州八号”发射前的21天，遨游太空的“天宫一号”进行降轨，在对接前3天左右做好相应准备工作，静候对接的最佳时刻。

“天宫一号”模拟图

示意图

“一开始它们俩根本不在同一个轨道上。‘天宫一号’需要降低轨道，而‘神州八号’发射之后需要不断提高轨道，提高到正好和‘天宫一号’轨道高度一致。这时候两个飞行器距离几百米到一两公里，然后一点点仔细调整位置。‘神州八号’的对接系统是一个激光雷达，会向‘天宫一号’发射激光束，如果正好打到‘天宫一号’的激光反射器上，反射回来的信号就会很强，二者沿着激光束指示的方向一点点靠近。等到距离很近，比如几米的时候，飞行器的相对速度会降到每秒几厘米，然后两个飞行器刚好卡在一起。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新 (微博)告诉本刊记者。

“通俗一点说，就是‘天宫一号’以每秒8公里的速度飞行，‘神州八号’追上去，两者连接在一起，不仅要严丝合缝，还要把液、电、气通上。这就好比上面放了一根针，底下一根线，差了几百公里，最后要拿那个线去穿过那个针眼儿，非常困难。对接成功后，二者将以组合体的方式在太空飞行，由‘天宫一号’对组合体进行控制。实验结束后，‘神州八号’将返回地面，‘天宫一号’继续在太空服役，等待‘神九’和‘神十’飞船前来对接。只有三次都对接成功，中国的载人航天工程第二步战略目标才全部达到。”

1992年，中国就正式确立了了载人航天工程分三步走。第一步，发射两艘无人飞船和一艘载人飞船，开展空间应用实验。第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器（如轨道舱）的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个8吨级的空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步，建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

交会对接技术和载人天地往返、出舱活动并称载人航天领域的三大基本技术。此前，只有美、俄两国掌握了交会对接技术。“欧洲自动转移飞行器实际上是大型的货运飞船，采用俄罗斯的交会对接机构；日本无人飞船H-2转移飞行器的对接机构由美国提供，它不能称为真正意义上的交会对接，是在接近国际空间站时，被加拿大提供的机械臂捕获，慢慢对接上的。”《国际太空》杂志副主编庞之浩告诉本刊记者。

据庞之浩介绍，之前发生的300多次对接中，失败的一共有10多次。其中小故障比如“和平号”空间站的第一次对接。“和平号”空间站有5个对接口，第一次对接是1987年4月，“量子一号”舱携带了一套天文物理仪器上天。当时的天文学家被一颗最近的400年的超新星爆发弄得眼花，“量子一号”携带的天文望远镜可以研究恒星爆炸产生的X射线，这些射线无法穿透大气层。但是“量子一号”到达后不能紧密对接，“和平号”上的宇航员进行了太空行走，清除了一个卡住了的垃圾袋，使“量子一号”牢固对接，才得以研究罕见的天文事件。

最大的一次对接故障发生在1997年，俄罗斯“进步号”M37货运飞船与“和平号”空间站相撞，相当于地面的汽车追尾，把“和平号”的“光谱舱”给撞坏了。因为“进步号”飞船是无人驾驶的，当时失控了，而且使用了一种新的交会测量系统，这个测量系统性能不是很稳定。飞船失控以后，该减速的时候没有减速，结果撞在了一起。后来通过宇航员出舱活动，对“光谱舱”进行了修复。

张柏楠说，“天宫一号”谨小慎微，里面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。飞船短期飞行依靠发动机控制，中型卫星依靠动量轮控制，而空间站这种大型设备需要力矩才能控制。据介绍，“天宫一号”的惯性制导系统及空中姿态控制系统均使用了长城航天润滑油，以保证运动部件动作的精确无误，实现航天器平稳对接。

据外媒报道，有美国学者认为，“天宫一号”相当于美国1973年发射、1979年坠落的首个空间站“天空实验室”。这个载人空间站上拥有“阿波罗”望远镜和其他仪器，主要观测太阳和地球，还从事人类在失重状态下生理和心理反应等各种科学研究工作。庞之浩认为，与国外20吨级以上的同类试验性航天器相比，“天宫一号”在功能和用途方面有相似之处，但质量较小，只有8吨，因此称为“迷你空间实验室”更合适。

发射回顾视频

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