揭秘天宫一号:中国对俄航天技术效仿和超越(组图)

　　导语：9月27日-30日，中国将择机发射天宫一号目标飞行器，随后中国将发射神舟8号飞船与其开展太空交会对接试验，从此迈出中国开展空间站建设的第一步。那么天宫一号的主要目的是什么？天宫一号又采用了那些技术？它对中国航天有什么意义？网易军事将予以独家解读。

　　

　　中国载人航天计划已进入第二步

　　在完成了神舟七号载人飞行任务之后，中国载人航天工程沉寂了将近3年。虽然2010年8月发布天宫一号完成总装的消息，2010年10月27日中国载人空间站工程正式启动实施，但毕竟距离载人航天的实际发射和试验还太远。不过到了2011年6月底官方发布《天宫一号目标飞行器通过出厂评审 运抵酒泉》的报道，明确提及第三季度和第四季度分别发射天宫一号目标飞行器和神舟八号无人飞船。尽管此后8月18日，长征二号丙火箭发射实践十一号04卫星失利，导致天宫一号推迟了发射时间。不过经过一段时间的重新检查，中国宣布将在9月27日至30日择机发射天宫一号。酒泉卫星发射中心921工位在沉寂已久后终于再次喧腾起来，中国第一次空间交会对接试验也即将拉开序幕。

　　在完成了载人轨道飞行，实现载人航天第一步战略目标后，中国2004年12月开始启动载人航天第二步任务。载人航天第二步的任务重点是航天器交会对接和航天员空间活动，其中第一阶段主要任务目标为实施航天器交会对接任务和出舱活动，突破和掌握交会对接技术出舱活动技术。

　　2008年神舟七号任务期间提前进行了出舱活动任务，突破了出舱活动技术。为了进行下一节阶段的任务，中国载人航天工程决定成立空间实验室系统，研制天宫系列航天器，用于实现中国载人航天第二步战略目标。交会对接技术有技术复杂、工程难度大的特点，为了突破掌握这一技术，中国载人航天工程专门研制了天宫一号目标飞行器，用于验证、突破和掌握交会对接技术。天宫一号是神舟系列载人飞船进行交会对接的目标，目标飞行器这一名称，十分确切的说明了它的主要用途。

　　

天宫一号的主要目的就是用于验证太空交会对接技术。图为完成总装的天宫一号目标飞行器。

　　天宫一号的基本情况

　　即将发射的天宫一号目标飞行器长度9米多，最大直径3.35米，发射质量约8.5吨。天宫一号目标飞行器主要分为两个舱室，分别是实验舱和资源舱。 实验舱前段框装有上海航天据研制的对接装置，用于和神舟在人飞船进行对接。实验舱分为前锥段、柱段和后锥段，其中前两部份为密封加压环境，可支持3名航天 员的工作和生活。实验舱后锥段和资源舱是非密封环境，实验舱后锥段安装了再生式生命保证系统，资源藏安装各种设备如电力系统、太阳翼和发动机，为航天器提 供在轨飞行和空间应用实验支持。

　　天宫二号和天宫三号计划

　　2010年中国载人航天工程办公室主任王文宝在接受英文航天媒体采访时透露了天宫系列航天器的细节，他指出天宫二号和三号空间实验室与天宫一号目标 飞行器类似，均为质量约8.5吨直径3.35米规格，都使用长征二号F火箭发射，将在高度400千米、倾角42到43度的轨道上飞行。根据计划中国将首先 发射天宫一号目标飞行器，随后发射神舟八号飞船用于交会对接试验。神舟八号飞船在配置上和载人飞船一致，但为了降低交会对接试验的人员风险将不载人。

　　在两年的工作寿命内，中国还将发射神舟九号和神舟十号飞船继续与天宫一号目标飞行器进行交会对接试验，其中神舟十号将是载人飞船，神舟九号是否载人 目前尚未确定，将根据神舟八号与天宫一号交会对接试验的顺利是否再做决定。不过这一阶段天宫一号肯定要与一艘载人的神舟飞船进行交会对接，实际验证载人交 会对接能力、天宫一号的实验舱的生保系统和实验设备，进行短期有人驻留飞行，为下一步太空实验室中期有人驻留和开展空间科学实验积累经验。

　　对接技术是载人航天的重要难关

　　尽管存在其他目标，但天宫一号目标飞行器最主要的目的还是突破掌握交会对接技术。交会对接技术是载人航天技术的一个重要难关，无论美国还是苏联，在突破空间交会对接技术，进行实际空间交会对接操作上都经历了多次失败。

　　美国在双子星8号与阿金纳上面级成功完成首次交会对接之前，双子星6号和7号飞船进行了首次人控交会，最近距离180米，更早的双子星3、4、5号 交会对接实验都以失败告终。苏联尽管成功进行了大量自控和人控交会对接实验，但礼炮号空间站的实际使用中仍然频频出现对接失败，即使到了和平号时代还出现 了进步货运飞船对接失败撞伤和平号空间站的事故。

　　

　　1995年6月29日，美国的亚特兰蒂斯号航天飞机与“和平”号太空站进行对接。太空交会对接进行时双方要不断进行速度控制和姿态控制，难度也很大。

　　中国对接装置仿效异体同构周边对接系统

　　虽然中国载人航天工程只能与俄罗斯进行相关的技术交流，但从各方面文字报道和视频看，中国的对接装置并没有使用俄罗斯现成的针-锥系统，而是仿效了 异体同构周边对接系统的设计。异体同构周边对接系统来自于20世纪70年代美苏阿波罗-联盟空间对接实验，这一对接试验展示了空间救援的前景。为了在两国 的不同飞船之间任意对接，苏联研制了异体同构周边对接系统，编号APAS-75。它克服了针-锥对接系统的缺陷，使用异体同构设计任何一套对接装置都可以 既做主动端也做被动端，这对对空间救援极为重要，降低了系统的复杂性。由于对接系统是周边式而不是针-锥系统的中央式，更容易在对接机构总直径相同的条件 下增加中央加压通道的直径。
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