時速三萬公里的太空之吻：扒一扒太空飛船如何交會對接

軍情 10-19

作者：滄海觀瀾

看完《新聞聯播》，忽然想起來，景海鵬、陳冬已經上天36小時了。

昨天早上7：30，兩位帥哥騰雲而去。

一同伴飛的，還有「老司機」精心挑選的70多G小視頻，以及飛行期間坊間廣為流傳的污力十足艙內私房話（居然上，了，新，聞，聯，播！）。

觀瀾心說，你們也是夠了！

——不考慮考慮小朋友們的感受嗎？

——還能不能通過新聞好好學習航天知識了？

——明天老師還讓交讀後感呢，讓同學們咋辦？

作為一個正經的新媒體公號，觀瀾就從來不搞噱頭。

今天，咱們重點講講交會對接。

時速三萬公里的太空之吻：扒一扒太空飛船如何交會對接

自1999年成功發射神舟一號飛船以來，中國通過4次試驗飛行和「神五」「神六」飛行，掌握了天地往返技術；通過成功研製「飛天」艙外航天服和「神七」翟志剛出艙，突破了空間出艙活動關鍵技術（「我已出艙，感覺良好！」——後悔當初沒聽翟志剛的話，被深度套牢的股民請自動略過）；通過發射「天宮」「神八」「神九」「神十」，突破和掌握了空間交會對接技術。

根據媒體報道：

「神八」2011年11月1日5：58發射，11月3日1：36與天宮一號完成自動交會對接，準備時間約44小時；

「神九」2012年6月16日18：37發射，6月18日14：15與天宮一號完成自動交會對接，準備時間約44小時；

「神十」2013年6月11日17：38發射，6月13日13：18與天宮一號完成自動交會對接，準備時間也是約44小時。

那麼，奧數題來了：「神十一」何時與天宮二號交會對接？

觀瀾可以負責任地告訴你，按照44小準備時間算，應該在19日3：30前後。

3：30！

凌晨啊！

又要爬起來看直播！航天死忠粉們辛苦啦！

為免大家熬夜，觀瀾獨家提供歷史鏡頭回放，以饗諸位——

太空之吻

（2011年11月）

北京時間11月3日凌晨1時36分，天宮一號目標飛行器與神舟八號飛船成功實現首次交會對接。兩個高速飛行的航天器，在茫茫太空中深情相吻，這奇妙的太空之「吻」，定格成一幅動人畫面，將永遠鐫刻於中國航天事業的史冊。

這是一枚「勝利之吻」

實現了中國載人航天關鍵技術的新突破

彷彿從塵封的敦煌壁畫中走來，「飛天仙子」衣袂飄飄，穿越時空，喚起人們對浩瀚太空的無限嚮往。

從嫦娥奔月的傳說到萬戶飛天的壯舉，對未知世界充滿好奇，滋生著一個古老民族生生不息的前進動力。

從「東方紅一號」升空到北斗衛星組網，從無人飛行到載人飛行，從太空漫步到深空探測，仰望星空，中國航天的高度正在不斷刷新。

今天，天宮一號與神舟八號成功對接，標誌著我國在突破和掌握空間交會對接技術上邁出了重要一步，開啟了和平利用太空的新征程。

500年前，吳承恩在《西遊記》中這樣描述他心目中的天宮：「天上有三十三座天宮，一宮宮脊吞金穩獸；又有七十二重寶殿，一殿殿柱列玉麒麟……」

長久以來，瓊樓玉宇、築夢太空的「天宮」夢想，吸引著世界各國航天人孜孜以求、不懈探索。然而，空間交會對接技術又是當今航天領域最為複雜的技術之一，由於交會對接涉及兩個航天器協同飛行，系統複雜，技術密集，風險極大。

從1966年3月16日，美國「雙子星座」8號飛船與「阿金納」目標飛行器完成世界上首次載人手動交會對接，到1967年10月30日，蘇聯「宇宙」188號飛船與「宇宙」186號飛船進行世界上首次無人自動交會對接；從1986年和平號空間站核心艙發射升空，到1998年國際空間站開始建造；迄今為止，全世界共進行航天器交會對接活動300餘次，發生故障17次，故障率超過8% ，交會對接也因此被稱為航天安全「鬼門關」。

然而，這又是一道必須邁過的關口。「不突破和掌握空間交會對接技術，建設空間實驗室、空間站的設想，都只能是空中樓閣」，中國載人航天工程總設計師周建平如是說。

周建平告訴記者，空間交會對接技術是指兩個航天器在空間軌道上會合并在結構上連成一個整體的技術，這一技術廣泛用於空間站、空間實驗室、空間通信和遙感平台等大型空間設施在軌裝配、回收、補給、維修以及空間救援等領域，與載人天地往返、出艙活動並稱為載人航天三大基本技術。

據介紹，空間交會對接分為空間交會和空間對接兩部分。空間交會是指追蹤航天器與目標航天器在空間軌道上按預定位置和時間進行相會，空間對接是在完成交會後兩航天器在空間軌道上經過一系列對接動作，最後緊固連接成一個組合體航天器的過程。每個過程都充滿了艱辛和挑戰。

首先要確定航天器在太空中交會的最佳相位和時間。

要實現精準對接，航天器需要在圓形軌道上沿直線交會（有人說這是自相矛盾，圓形軌道上怎麼會有直線？不解釋，請自行體會。），然而，航天器發射入軌時的初始軌道，卻都是橢圓形。因此，科技人員先要對天宮一號進行一系列軌道控制，使其瞄準目標相位。然後再根據天宮一號的軌道數據，計算出神舟八號的發射窗口和入軌參數，還要在神舟八號發射後，迅速實施變軌，確保它在天宮一號的後下方約52公里處做好對接前的準備。

50公里，大約是北京市三環路一圈的長度。可是，對於以時速2萬8千公里飛行的航天器來說，卻不過是毫釐之間。

周建平說：「打個比方，這就像一場太空中舉行的接力賽，所不同的是，跑道設在了距地面343公里的太空，前面的選手拿著一根繡花針，後面的選手要把一根絲線從針眼裡穿過去，而且兩位選手都要保持高速飛行。」

這時，天宮一號也不能「守株待兔」，地面指令要引導它進行軌道修正，並調頭180度，敞開懷抱迎接神八飛來。

經過這一番令人眼花繚亂的軌道控制，神舟八號和天宮一號就像牛郎織女，終於踏過天路迢迢，來到了「鵲橋」兩端。

在離地面343公里的太空軌道上，神舟八號和天宮一號繞地球一圈只需要90分鐘，也就是說每45分鐘就會經歷一次晝夜更替。由於導引設備需要自身光源引導，因此，黑暗環境下更利於精確實施交會對接。此次天宮和神舟對接時，就是船上的黑夜狀態。

對接開始時，必須確保兩個航天器處於同一直線上。最初的接觸會觸發一些小型撞鎖來連接兩個航天器，實現柔性連接；之後，對接設備將兩個航天器拉近緊貼在一起，實現剛性連接；最後，再通過密封連接設備封閉對介面縫隙，在天宮一號和神舟八號之間形成一個直徑約80厘米的通道。

天上吻得熱烈，地上卻煞費苦心。

為執行這次任務，科技人員研製了全新的天宮一號目標飛行器，改進研製了神舟八號飛船，兩個航天器上裝載設備1100餘台，其中半數以上是新研產品。

為執行這次任務，用於發射天宮和神八的兩枚運載火箭都作了改型，與執行神七任務的火箭相比，發射天宮一號的火箭技術狀態變化達176項，發射神舟八號的火箭技術狀態變化達194項，兩枚火箭14萬8千多條焊縫，技術人員一條一條地進行了認真檢查。

為執行這次任務，科技人員綜合調用陸海天基測控網路，從大洋深處的遠望號測量船，到數萬公里高軌道的天鏈衛星，從遍布各地的地面測控站，到運籌帷幄的飛行控制中心，精測妙控、巡天牧舟，使我國航天測控精度成倍提高。

這是一枚「和平之吻」

樹立起國際航天領域合作共贏的新典範

天宮一號的實驗艙內，搭載著一個特殊包裹，裡面裝有300面國際宇航聯合會會旗。這些旗子是前不久由中國載人航天工程代表團從法國帶回來的。

今年6月，中國載人航天工程代表團應邀出席巴黎航展。航天員翟志剛作為中方代表接受國際宇航聯合會移交的會旗。雙方約定，將由天宮一號搭載這些會旗飛向太空，並於明年由中國執行載人交會對接任務的航天員帶回地面。

此前，這些旗子曾搭乘俄羅斯聯盟飛船送抵國際空間站，再由美國奮進號太空梭帶回地球。乘坐天宮一號旅行，將使它們在世界上所有現役載人航天器上實現搭載，成為世界各國深化航天合作的重要象徵。如果說搭載這些旗子只是一種象徵性的表態，那麼，走近中國航天，你會發現，中國與世界的交流合作已取得諸多實質性進展。

神舟八號飛船搭載的眾多空間科學實驗項目中，包括利用德國生物培養箱開展空間生命科學實驗的研究。根據中國載人航天工程辦公室與德國宇航中心簽訂《關於在載人航天領域發展合作的框架協議》，這只是雙方合作的開始，中德將在空間科學實驗方面迎來更加廣闊的合作前景。

本月5日，是「火星500」實驗預定結束的日子，位於俄羅斯科學院莫斯科生物醫學問題研究所的封閉艙將打開艙門，來自中國、俄羅斯、法國、義大利的6位志願者將結束長達520天的「飛行」，從火星「返回」地球。中國志願者王躍和中方多個空間科學研究項目參加了此次實驗。

這只是中俄航天合作的一個縮影。據中國載人航天工程辦公室主任王文寶介紹，自上世紀90年代以來，中俄在載人航天飛行產品、航天員訓練、航天測控等領域進行了廣泛深入的交流與合作。在神舟七號載人航天飛行任務中，俄制「海鷹」航天服和我國研製的「飛天」艙外航天服，共同支持了中國航天員首次空間出艙活動。

翻開王文寶主任今年的行程表，你會發現，中國與世界各國在航天領域的交流從未如此密集：3月30日，在北京航天城會見法國空間研究中心主席一行；4月1日，在北京航天城會見加拿大航天局局長一行；4月4日，率團訪問德國宇航中心，就中德進一步開展載人航天領域合作問題進行交流；4月9日，率團訪問歐洲航天局，與該局局長就載人航天領域可能的交流與合作方向進行深入探討……

王文寶告訴記者，截至目前，中國已同多個國家、空間機構和國際組織簽署了國際空間合作協議或諒解備忘錄，在航天工程、衛星應用、發射服務等方面開展了積極有效的合作。

2010年9月，第61屆國際宇航聯大會在捷克首都布拉格開幕。來自世界各國航天界的3000名代表，圍繞航天工業、科學和教育等方面的最新動態展開交流和對話。中國載人航天工程總設計師周建平率團參加會議，並與各國航天機構會議代表進行交流。會議宣布，第64屆國際宇航聯大會將於2013年在中國舉辦。

「世界潮流，浩浩蕩蕩，順之者昌，逆之者亡」。曾經因為種種原因，試圖把中國擋在世界航天俱樂部門外的力量，越發顯得蒼白；「合作共贏、同享太空」的理念，正在成為世界各國的普遍共識。

周建平此前在接受記者採訪時，滿懷激情地說，對於未知世界的探索是人類，包括不同的國家、不同的民族亘古以來的願望。未來，人類載人航天活動將會越來越頻繁，人類社會將能更充分地開發和利用空間資源，人類文明將會被擴展到更遠更廣闊的疆域。

這是一枚「定情之吻」，

刻划出中國空間站築夢太空的新坐標

這是一幅頗有意味的畫面：

2011年7月，亞特蘭蒂斯號在肯尼迪航天中心徐徐降落（用詞錯誤，太空梭降落一點也不「徐徐」，駕乘體驗差評！），美國持續30年的太空梭時代正式謝幕。

3個多月後，中國自主研製的神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在太空中深情相吻，中國未來空間站建設的大幕正緩緩開啟。

這是一個時間上的巧合：

2020年，「國際空間站」將達到設計壽命，這個為宇宙探索做出巨大貢獻的「功勛站」已經進入「老齡」，很可能將步「和平號」後塵，隕落於大洋深處。

而據中國載人航天工程有關負責人透露，2016年前，中國將研製並發射兩個空間實驗室，突破和掌握航天員中期駐留等空間站關鍵技術，開展一定規模的空間應用；2020年前後，將研製並發射核心艙和實驗艙，在軌組裝成60噸級的載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術、近地空間長期載人飛行技術並開展較大規模的空間應用。

猛然間，人們發現，在人類探索太空的征途上，中國肩上的擔子正變得越來越重。

50年前的4月12日，前蘇聯航天員尤里·加加林駕駛「東方」號飛船從拜科努爾發射場啟程，實現了人類的首次太空之旅。

50年來，人類航天曆程充滿驚喜和震撼，也歷經悲壯和曲折。空間探索，加強了人類對宇宙、天體和地球本身的認識，空間技術也越來越廣泛地應用於交通運輸、大地勘測、資源調查、防災救災，在人類經濟社會發展中發揮著越來越重要的作用。

進入21世紀，隨著外空探索領域拓展，外空活動主體趨於多元。航天員搭乘太空梭對哈勃望遠鏡及衛星實施維修，利用空間站平台在微重力環境下開展的各種物理、生物、醫學、材料實驗活動，不僅推動了科學技術發展，而且在實驗手段、方法和條件等方面，為人們探索未知世界提供了全新的可能。

中國載人航天工程高級顧問王永志院士回憶起上世紀以來美、蘇兩國探索太空的跌宕歷程，更像馬拉松賽道上一場你追我趕的競賽：

1961年4月12日，加加林飛向太空的消息傳來，美國人頓時陷入全面焦慮。美國一直認為他們在航天技術上是全面領先的，可為什麼第一顆升空的人造地球衛星是蘇聯的？第一個飛上太空的又是蘇聯人！美國的飛船還在準備呢，蘇聯宇航員就已經遨遊太空回來了。要是這樣下去，航天技術的領頭羊就變成蘇聯了！

美國決不甘心落後。經過研究，他們決定要實現載人登月，他們認為這個蘇聯跟不起，可以實現領先。因此可以說，加加林進入太空直接導致了美國快速決策實施載人登月，也就是後來的「阿波羅」計劃。

從1961年決策實施，到了1969年，美國終於實現了「阿波羅」11號登月。人類登上了第一個地球以外的自然天體，創造力航天史的新記錄。其時，蘇聯也想搞載人登月，可惜那一階段，蘇聯火箭連續幾次大爆炸，很大程度上遲滯了他們的計劃。

蘇聯看到美國已成功登月，索性取消了登月計劃，改為建造空間站，並在空間站建設技術上實現了領先。結束登月計劃後，美國馬上著手研製太空梭。1981年4月12號，恰好在加加林飛上太空20年後，美國的太空梭成功實施第一次發射。

太空梭研製成功後，美國又決定搞空間站。由於這方面的技術落後些，不得不拉蘇聯一起干。所以，現在國際空間站的核心艙還有基礎設施方面的很多關鍵技術都是俄羅斯的。

2004年，美國提出重返月球計劃，2010年，奧巴馬取消了「重返月球」計劃，但美國並沒有停止在載人航天技術方面的探索。他們很快提出載人登陸火星的計劃，目的就是想在未來載人航天技術發展中繼續佔據領先地位。

從這場曠日持久的競賽中，可以看到，蘇聯載人航天的發展講究實效，比較穩妥。從載人飛船起步，然後發展空間實驗室，之後建空間站，一步一個腳印，積累了很多的經驗。王永志告訴記者，中國載人航天工程建設規劃，正是借鑒了蘇聯的模式，採取先搞飛船、再建空間實驗室、然後建設空間站的「三步走」發展戰略。

按照這一戰略，第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗。神舟五號載人航天飛行任務的成功，標誌著我國已順利實現「第一步」戰略任務。

第二步，突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術，利用載人飛船技術研製、發射空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題。神舟七號載人航天飛行任務的圓滿成功，表明我國掌握了航天員空間出艙活動關鍵技術；神舟八號與天宮一號交會對接成功，則實現了空間交會對接關鍵技術突破；後續任務重點是全面掌握空間交會對接技術，解決有一定規模、短期有人照料的空間應用問題，為實施「第三步」任務，即建造空間站，在太空搭建有人參與的科學技術創新試驗平台做準備。

瓊樓玉宇知何處，天宮高築待嬋娟。記者在中國航天員科研訓練中心採訪時了解到，載人交會對接專項訓練課程已經全面展開。2名女航天員正在同其他經過初步選拔的航天員一道，認真開展交會對接地面模擬訓練。

星空無限，探索無盡。首次交會對接任務成功，為我們打開了眺望未來的窗口。太空深處，中國空間站的坐標更加清晰，中國航天的未來畫卷更加壯美，讓我們共同期待！

其實，炒冷飯，別有一番風味。

PS.提個小問題：請看兩幅昨天早晨火箭發射現場圖，

圖一為火箭起飛，

圖二是火箭垂直起飛向東南方向轉彎後留下的尾跡雲。

時速三萬公里的太空之吻：扒一扒太空飛船如何交會對接