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    唐歌實解讀天宮一號發射新特點

    唐歌實解讀天宮一號發射新特點

    2011-10-09 來源:中國科學儀器網客服中心 點擊:6034次

    ·  中國網:

    唐主任您好!歡迎您接受中國網的采訪,這次交會對接任務相比于其他的飛控任務來說有什么新的特點呢?

    2011-09-30 14:40:49

    ·  唐歌實:

    這次交會對接任務比起以往的任務,最大的特點有三個方面:第一,航天器軌道確定和預報的精度要求高。第二,軌道控制精度和應急處置的過程要求高。第三,因為是兩個目標協同工作,所以雙目標協同控制的飛控難度大。主要是這三個大的方面。

    2011-09-30 14:41:45

    ·  中國網:

    我們從剛才您的回答中聽到了要求高,難度大,能否把您剛才介紹的這三個特點再具體解讀一下。

    2011-09-30 14:42:16

    ·  唐歌實:

    應該說第一個方面就是對航天器軌道確定和預報的要求高,是指咱們這次天宮一號發射上去以后,我們要經過一個多月的運行,通過它的自然衰減,盡量靠它的自然衰減達到目標的原軌道。在入軌的時候,升軌控制軌道高度要預估,在空間天氣變化比較劇烈的情況下,我們要把衰減的量預估準,這個精度要求高。

    第二,在交會對接過程中,兩個航天器的運動過程,要把兩個軌道控制到同樣的軌道高度,同樣的軌道面,使它們都在7.8公里/秒的速度上,控制到基本同等的速度來交會對接,這個對軌道確定和預報的精度要求高。

    2011-09-30 14:42:29

    ·  中國網:

    剛才您談到一個詞叫做自然衰減。

    2011-09-30 14:42:48

    ·  唐歌實:

    靠大氣阻力自然衰減。

    2011-09-30 14:43:02

    ·  中國網:

    這是不是為了減少天宮一號能源的損耗,也是最大程度實現它保留能源的目標?

    2011-09-30 14:43:11

    ·  唐歌實:

    對。我們要使它達到一個最合適的軌道,到我們需要交會對接的時候,正好在我們要的軌道高度上。

    2011-09-30 14:43:26

    ·  中國網:

    您說的第一個特點還有一個詞叫做“定軌預報”,這個詞對很多觀眾朋友來說很陌生,您能解讀一下嗎?

    2011-09-30 14:43:33

    ·  唐歌實:

    定軌是指航天器運行有一個軌道,定軌是確定這個軌道,確定的目的是要知道航天器在幾點幾分幾秒,準確在什么時間、什么位置、運行速度是什么?然后,要預報通過這個狀態,預報它今后,比如說兩天以后在某一個具體時刻達到什么位置,什么速度。

    2011-09-30 14:44:05

    ·  中國網:

    那么這個定軌預報是在地面就開始了,還是在升空以后開始的?

    2011-09-30 14:44:13

    ·  唐歌實:

    火箭和天宮一號分離以后就開始了。

    2011-09-30 14:44:22

    ·  中國網:

    這是您說的第一個特點,第二個特點是什么?

    2011-09-30 14:44:30

    ·  唐歌實:

    第二個特點主要是軌道控制方面的。軌道控制精度要求高,應急處置難度大,是指我們天宮一號和飛船的對接任務,兩個航天器的控制,僅僅遠距離的導入控制就有19次,這比以前我們一般的飛船任務控制的次數要多得多。再說控制精度,遠距離導入這個過程,我們要經過好幾次控制,就是要控制到同樣軌道面,同樣軌道高度,這個精度要求也非常高。

    2011-09-30 14:44:39

    ·  中國網:

    我們了解到這次天宮一號的發射,首先要對接的是神舟八號??梢哉f,天宮一號在發射以后,要進行變軌,才能和神舟八號進行對接,對接以后還要再回到原來的軌道,相比于以前的飛控來說,復雜很多。

    2011-09-30 14:44:49

    ·  唐歌實:

    對,這個軌道控制過程很復雜,一會兒衰減下來,一會兒控上去,衰減的過程還要考慮兩個航天器相位軌道面的關系,還要考慮它的圓滑程度,幾個方面都要考慮周到,這樣才能保證飛船發射出去以后,能夠很順利的和天宮一號對接上。

    2011-09-30 14:45:00

    ·  中國網:

    我們知道天宮一號和神舟八號在太空的飛行速度都非???,兩個飛行這么快的物體在太空實現對接,還有哪些技術要求?

    2011-09-30 14:45:08

    ·  唐歌實:

    主要就是剛才說的軌道確定與預報和軌道控制。

    2011-09-30 14:45:20

    ·  中國網:

    這兩者的速度是要越來越慢,達到零,還是要追求一個相對的速度?

    2011-09-30 14:45:32

    ·  唐歌實:

    它們本身的運動速度是7.8公里/秒,運動速度非???。我們要把它控制到兩個航天器都在基本上同樣的速度運行,最后慢慢接近接近,接近到相對速度幾乎就是零,對接上以后,再把它鎖緊,這樣就把它組成一個整體。

    2011-09-30 14:45:53

    ·  中國網:

    其實很多觀眾在問一個問題,天宮一號在太空多次這樣變軌,它的能源來自于哪里?

    2011-09-30 14:46:15

    ·  唐歌實:

    一是它帶著燃料上去,另外還要靠太陽能帆板,接收太陽光發電。這個在很多控制上需要一些結構操作,電,燃料劑、氧化劑、這些能源都是從地面帶上去的,便于接收陽光能源。

    {page}

    2011-09-30 14:46:26

    ·  中國網:

    因為我們平常接觸太陽能的東西也很多,但是有些人在考慮了,多次變軌,太陽能占多大比重呢?

    2011-09-30 14:46:34

    ·  唐歌實:

    可以這么說,如果沒有太陽能,即使帶了燃料上去也沒有用,因為它很多控制需要用電,沒有電什么都做不成。所以,太陽能不在乎它占多大的比重,而在于它的重要性。

    2011-09-30 14:46:42

    ·  中國網:

    這是第二個新特點。第三個是關于“難度大”這個關鍵詞了,您能給大家詳細解讀一下嗎?

    2011-09-30 14:46:48

    ·  唐歌實:

    主要就是說兩個目標協同控制難度大。這兩個航天器在發射之前,我們對它們軌道的發射時刻就進行了大量的設計和規劃,保證它們兩個發射上去以后能順利對接。天宮一號和神舟八號的發射,這兩個軌道的發射時刻、發射窗口是相互制約的。這個制約表現在一個是發射以后,兩個軌道要基本在同一個軌道面上。還有兩個航天器相對的夾角要在一個預定的夾角,我們定的是88.5度的夾角范圍,達到這么一個夾角以后,我通過設計的飛船遠距離導入控制,再把這個夾角彌補過來。彌補過來以后,正好軌道面在同一個軌道面上,正好走在同一個位置上。所以這個協同控制,是屬于軌道控制方面的兩個目標協同控制。

    2011-09-30 14:46:57

    ·  唐歌實:

    另外還有一個是兩個目標接近的時候,信息相互傳遞,天宮一號要傳給飛船的信息,飛船要傳給天宮的信息,兩者還要對話,還要相互觀測,同時還要根據測量的結果進行控制,最后達成一個完整的整體,這種協同控制難度比較大。

    2011-09-30 14:47:06

    ·  唐歌實:

    另外,地面有兩套軟件在控制兩個航天器。這兩套軟件,天宮一號上去的時候,我們一號軟件在執行任務,馬上神舟八號的軟件,各種試連就要開始了。到神舟八號發射的時候,這套軟件和另一套軟件的對接,地面軟件系統的對接,也應該是一個協同難度非常大的工作。這個軟件有成千上萬的語句和接口,相互之間一個錯誤都沒有,把它對接上,這個難度也是非常大的。

    2011-09-30 14:47:21

    ·  中國網:

    據我們了解,兩個飛行器在太空的對接,要求時間掌握非常準。包括之前說天宮一號的發射時間有一些推遲,這會不會影響兩個飛行器在太空的對接呢?

    2011-09-30 14:47:23

    ·  唐歌實:

    有一定的影響,但是這個發射窗口是我們事先都規劃好的,天宮在哪些時段可以發射,能夠保證我們的神舟八號發射時刻基本上不變,我們剛才說了,窗口相互之間約束的這種規劃有了很長時間,要把它規劃得非常好。只要我在我選定的窗口范圍內,我就能保證兩個航天器的發射窗口能夠協同。

    另外剛才說了,天宮一號自然衰減到神舟八號交會對接時的軌道高度,我發射的早了,衰減的時間長,軌道可能抬得更高;我發射的晚了,衰減的時間又不一樣了。預估衰減量,要通過對空間天氣、大氣環境的考量,這方面有一些差異,其他都是問題不太大的。

    2011-09-30 14:47:35

    ·  中國網:

    對于很多網友來說,感覺這個時間的掌控是很難的一件事情。因為天宮一號在發射的過程中要受到大氣的摩擦,以及太空中的一些摩擦,這是不是會影響它的飛行速度,這有一個變數,咱們怎么掌握它的飛行狀況呢?

    2011-09-30 14:47:45

    ·  唐歌實:

    估計大氣衰減,是一個世界性的難題,就像天氣預報一樣,你現在看到天知道天好不好,有些時候你要預報兩小時以后的天氣,都不好預報。對空間天氣的估計,和對大氣衰減的估計,是一個類似的比喻,這個難度比較大,風險也比較大。但是,對這種估計值,靠自然衰減,后續還會有一些補救的措施。比如說我估計的高了,等它衰減到一定時候,在調向和后面圓滑的時候,有可能會稍微降一點點,如果我估計的低了,后來往上抬一點。這后面是有補救措施的。

    2011-09-30 14:47:55

    ·  中國網:

    其實在我們看直播的時候,我們也會聽到測控中心傳出的一些數據,在電視和其他媒體中呈現,您作為專家來說,能否指導一下我們的觀眾在看天宮一號發射的過程中,到底需要關注哪些點?因為它非常精彩,但是時間太短,觀眾需要在整個直播過程中看哪些數據,看哪些時間段?

    2011-09-30 14:48:06

    ·  唐歌實:

    要看的時間段很清楚,天宮一號發射肯定要看,飛船發射肯定要看,最重要的是天宮一號和飛船對接的時候一定要看,最后飛船返回也應該看一看。

    2011-09-30 14:48:19

    ·  中國網:

    這么來說,如果天宮一號發射成功,接下來神舟八號的發射時間和發射準備就顯得相當重要了,我想問一下,現在對神舟八號的發射,咱們做了哪些準備?

    2011-09-30 14:48:28

    ·  唐歌實:

    應該說,以前天宮一號定在8月底發射的時候,我們還有一點余地,等天宮一號發射上去了以后,再來調整我們神舟八號的一些飛行程序和軟件,這次天宮一號發射推遲以后,我們做了一些工作上的調整,在前期已經為神舟八號做了大量的準備工作。到目前,基本上是神舟八號的大部分工作已經準備就緒,天宮一號上去以后,神舟八號就剩一些細節的工作,再和整個系統磨合好了,神舟八好就可以發射,已經沒有重大的工作需要留在天宮一號發射以后去做。

    {page}

    2011-09-30 14:48:40

    ·  中國網:

    還有最后一個小問題,就是在觀看直播的時候,很多觀眾對倒計時這十秒鐘非常關切。我想問一下,倒計時十秒鐘的時候,測控部門在負責哪些環節?

    2011-09-30 14:48:49

    ·  唐歌實:

    咱們整個測控部門,各個測控站、測控船都在準備上,特別是航續上的測控站都在準備觀測。我們飛控中心,所有的軟件狀態都是在等待這個T0的到來,T0到來以后,很多軟件就開始啟動,我們開始監測各種數據,計算彈道,計算后面運行的軌道,監視相關的遙測參數,應該說倒計時也是非常緊張的時候,就是咱們整個軟件系統要確保它正常收到T0,收到T0的時候,軟件正常啟動。

    2011-09-30 14:48:58

    ·  中國網:

    咱們的觀測已經遍布全球了,像這么一個范圍廣的觀測點的設置,咱們測控部門如何做到統籌呢?

    2011-09-30 14:49:10

    ·  唐歌實:

    測控網的優化其實也是這次任務的一個難點。以前測控網點比較少、測控資源少的時候,相對來說規劃測控網簡單一點,現在是陸上站、海上船、天上的中繼,幾個方面一起作用,就涉及到一個多種數據怎么應用、多種手段怎么使用、怎么規劃的問題。實際上,這在咱們整個測控任務規劃和我們中心軟件規劃里,是一項很重要的工作。我們做了大量的工作,這里面有很多細節的東西。

    2011-09-30 14:49:21

    ·  中國網:

    感謝您接受中國網的專訪,謝謝!

    2011-09-30 14:49:28

     

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