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挑戰(zhàn)：兩個(gè)高速飛行的航天器交會(huì)對(duì)接困難重重
航天器空間交會(huì)對(duì)接飛行的科技理論基礎(chǔ)主要是軌道動(dòng)力學(xué)和控制理論，但在工程上實(shí)現(xiàn)絕非易事。國(guó)外的成熟技術(shù)從來(lái)不賣給中國(guó)，我們只能從零開(kāi)始。
周建平說(shuō)，這給從未涉足這一領(lǐng)域的中國(guó)航天人提出了三大挑戰(zhàn)。
第一個(gè)挑戰(zhàn)是測(cè)量。由天鏈一號(hào)衛(wèi)星、國(guó)內(nèi)外１６個(gè)陸基測(cè)控站以及３艘遠(yuǎn)望號(hào)測(cè)量船組成的測(cè)控通信網(wǎng)，具備了對(duì)飛船和天宮一號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)定軌和軌道預(yù)報(bào)能力。
當(dāng)兩個(gè)航天器相距只有數(shù)十公里時(shí)，測(cè)控網(wǎng)無(wú)法對(duì)他們的相對(duì)位置提供更精確支持，需要航天器之間互相配合，逐步接近。雖然采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、圖像測(cè)量等技術(shù)，但地面無(wú)法完全模擬太空環(huán)境，所以能否有效成功還要通過(guò)這次試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
第二個(gè)挑戰(zhàn)是控制。首先是控制精度，正所謂“失之毫厘，謬以千里”，飛船必須在兩個(gè)飛行器相接觸前，將與目標(biāo)飛行器的橫向偏差控制到若干厘米的范圍。其次，送入太空的每一公斤甚至每一克重量，都是精打細(xì)算、十分珍貴的。如何消耗最少的推進(jìn)劑完成交會(huì)對(duì)接，也是對(duì)控制策略和方法的重大考驗(yàn)。如果消耗過(guò)多推進(jìn)劑，就會(huì)影響航天器壽命，甚至導(dǎo)致失敗。我國(guó)自行研制的９自由度地面仿真模擬設(shè)施，被國(guó)外同行認(rèn)為是世界上最先進(jìn)的交會(huì)對(duì)接地面實(shí)驗(yàn)設(shè)備。然而，美、俄在交會(huì)對(duì)接實(shí)驗(yàn)初期的大量失敗表明，地面和太空完全是兩回事。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是對(duì)接。經(jīng)過(guò)復(fù)雜的測(cè)量和控制過(guò)程后，兩個(gè)航天器終于越挨越近了，這是最緊張的時(shí)候。航天器上的捕獲機(jī)構(gòu)像鉤子一樣，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)飛行器的捕獲。此后，緩沖、拉緊、鎖緊這一系列動(dòng)作必須一氣呵成。稍有閃失，每秒７．７公里高速飛行的航天器就可能會(huì)釀成重大事故。
當(dāng)然，我們采取了很多措施來(lái)防范問(wèn)題的發(fā)生。
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