在經(jīng)歷了將近九個(gè)月的相思之苦后，天宮一號(hào)今天終于即將在太空和神舟九號(hào)飛船“相見”、“相吻”。神舟九號(hào)飛船在發(fā)射升空之后，經(jīng)過了昨天一天的飛行，一切安好。經(jīng)過不斷變軌、悉心調(diào)整狀態(tài)，步步追趕天宮，都是為了準(zhǔn)備在今天正式和天宮一號(hào)進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這也是此次任務(wù)中的第一次交會(huì)對(duì)接。在飛行第六天左右，還將進(jìn)行手控交會(huì)對(duì)接。
“穿越”通道多次試驗(yàn)
據(jù)介紹，神九和天宮一號(hào)的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接是指飛船先是進(jìn)入了自主控制階段，也就是由飛船按照自己敏感器測(cè)量和天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的相對(duì)距離、相對(duì)位置進(jìn)行自主控制，通過控制自己的發(fā)動(dòng)機(jī)將飛船逐漸導(dǎo)引接近目標(biāo)飛行器，然后直至飛船前面的對(duì)接機(jī)構(gòu)和目標(biāo)飛行器的對(duì)接機(jī)構(gòu)相互接觸、捕獲，最后通過鎖緊再形成組合體。
神九和天宮一號(hào)在今天成功完成交會(huì)對(duì)接后，三名航天員接下來(lái)要完成的一個(gè)重要?jiǎng)幼骶褪?ldquo;穿越”，打開艙門和穿艙之后，從神舟九號(hào)進(jìn)入天宮一號(hào)，首次進(jìn)入在軌運(yùn)行的目標(biāo)飛行器。
據(jù)了解，科研人員綜合設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑達(dá)80厘米的圓形通道，供航天員在太空中通過這一通道進(jìn)入天宮一號(hào)。為了確保航天員順利進(jìn)入天宮一號(hào)，設(shè)計(jì)師在地面進(jìn)行了各類模擬試驗(yàn)，其中一項(xiàng)就是請(qǐng)一位身高1.8米、體重165斤的飛船工程師，多次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)穿越試驗(yàn)，一次次驗(yàn)證通道的科學(xué)合理性。
為了完成這項(xiàng)“穿越”，航天員在地面也進(jìn)行了大量的模擬試驗(yàn)。據(jù)中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心模擬器研究室主任晁建剛介紹，航天員進(jìn)行穿越訓(xùn)練的目標(biāo)飛行器組合體訓(xùn)練模擬器是所有模擬中占地面積最大的一個(gè)，從外形看，長(zhǎng)約20米，寬約7米，其左部是一個(gè)直徑較小且比較短的圓柱體，模擬軌道艙狀態(tài)，右部是一個(gè)直徑較大且比較長(zhǎng)的圓柱體，模擬天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙狀態(tài)。
晁建剛介紹說，在目標(biāo)飛行器組合體訓(xùn)練模擬器里，航天員可以完成從對(duì)接成功到進(jìn)入天宮一號(hào)工作和生活的全部過程訓(xùn)練，包括開閉艙門、穿艙、飛行狀態(tài)監(jiān)控以及空間實(shí)驗(yàn)等。模擬器不僅能夠模擬正常飛行程序，還可以模擬各種工程預(yù)案內(nèi)的故障，這項(xiàng)功能被稱為故障仿真，經(jīng)過大量故障仿真訓(xùn)練，航天員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)遇到故障，便可以迅速開始排故流程的操作。
密封圈對(duì)接“嚴(yán)絲合縫”
當(dāng)兩個(gè)飛行器鏈接后，其密閉性如何將直接關(guān)系到航天員的生命安全。而天宮和神九交會(huì)對(duì)接機(jī)構(gòu)的密封圈更是被稱為航天員的“生命之圈”。
據(jù)介紹，普通橡膠在溫度降至－80℃以下時(shí)就會(huì)變得像玻璃一樣脆，完全喪失了彈性，同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)密封的功能，而“天宮”和“神九”交會(huì)對(duì)接機(jī)構(gòu)密封圈要在－100℃以下的條件下完成對(duì)接的“嚴(yán)絲合縫”，科研技術(shù)難度之大可想而知。
密封一旦失效，艙內(nèi)與太空環(huán)境直接聯(lián)通，會(huì)使艙內(nèi)氣壓降至接近真空，絕大部分儀器設(shè)備將因帶點(diǎn)粒子輻射完全喪失功能，同時(shí)也將危及航天員的生命。因此，密封圈是確保航天員生命安全和交會(huì)對(duì)接任務(wù)順利完成的“生命之圈”。技術(shù)人員介紹說，與以往不同的是，開展交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí)，密封圈前端面直接裸露在空間環(huán)境中，因此，所承受的高真空、原子氧、紫外、高低溫交變和各種形式的輻照作用更強(qiáng)，并且“天宮”不再是太空的匆匆過客，而是我國(guó)航天員長(zhǎng)期駐守的“空中家園”，惡劣環(huán)境的長(zhǎng)期考驗(yàn)會(huì)使密封材料降解甚至斷裂。
我國(guó)的科研人員通過7年集智攻關(guān)，突破了多項(xiàng)技術(shù)難題，研制出全面符合各項(xiàng)指標(biāo)要求的直徑達(dá)1.5米、采用環(huán)保特種材料制成的對(duì)接機(jī)構(gòu)密封圈。這個(gè)空間密封圈中的巨無(wú)霸能夠在－110℃的條件下仍舊保持良好的柔性和彈性，還具備強(qiáng)大的耐真空和輻射的性能，既可以在微小的壓緊力狀態(tài)下保持良好的密封性，又具有較低的黏著力不會(huì)妨礙飛船分離。