手控交会对接有哪些难点？

    今天，神舟九号完成了与天宫一号的手控交会对接，实现了真正的“驾驶”飞船，这是我国在建设空间站必不可少的关键技术上取得的又一重大突破， 将我国的载人航天事业推向了更高的台阶。那么，‘驾驶’飞船实施交会对接的过程中，究竟存在哪些难点？

    “这次载人交会对接技术状态新、安全标准高、涉及支持面广、天地协同要求高；有了航天员的参与，不确定因素增加，无论对飞行器、航天员还是飞行控制，都是极大的考验。稍有偏差，整个任务将功亏一篑。”北京航天飞行控制中心总工程师童斌告诉记者。

    航天员心理素质最关键

    “只要是在正常范围内，手控交会对接时，整个飞船都交由航天员控制。”北京航天飞行控制中心副总工程师李剑说，这就是为什么会说真正实现“驾驶”飞船的原因。

    手控交会对接给予了航天员很大的自主性，但并不意味着可以随意操作。在对接过程中，一个很小的误差，也会使飞船离目标飞行器很远，或者，期待的“接吻”会变成可怕的“追尾”。

    尽管航天员在地面已经进行了至少1000次以上的训练，但地面训练和在太空实际操作仍不太一样。在今天的手控交会对接过程中，宇航员处于束缚状态，但失重的漂浮感是在地面无法模拟的，因此，航天员的操作感受也会和地面不一样。

    “尽管有充足的应急预案，但在高精度和高成功率双重要求下，航天员所承受的心理压力也可想而知。”李剑说，在这种情况下，航天员的心理素质如何，也是成功手控交会对接的关键因素之一。

    整个手控交会对接过程航天员刘旺已经练了1500多次，但在今天的实际手控交会对接过程中，航天员景海鹏还会逐条阅读飞行手册上的操作规范，“手控交会对接是一个很长的过程，再聪明的脑子，压力很大的时候，也可能会记不住，尽管练了无数次，还是必须有人从旁提醒，这也是航天员的操作规范。”李剑说。

    空间误差不能超过1毫米

    与自动交会对接相比，手控交会对接在140米停泊点到最终目标飞行器成功捕捉，在整个过程中的自由度更高，“自动控制系统走过的路径就像是在一个已经设定的管道内，如果超出这个管道，自动控制系统就会产生应急控制的触发，但手控就不同，中间的过程可以灵活掌握，只要在最后一瞬间能够符合要求就可以。”李剑说。

    而最后的一瞬间，要求极高。要想成功让两个飞行器的对接环捕获，需要通过天地之间的遥测，高精度定轨，“必须知道天宫一号的仓口在哪儿，神舟九号的仓口在哪儿，要对准，误差不能超过1毫米。” 中国电子科技集团公司研究员高级工程师、测控通信专家陈建民说，在手控交会对接的过程中，航天员要看着视频图像，让两个航天器一点点逼近，根据仔细计算决定速度变化方案，将最终捕获时的误差控制在1毫米范围内，这对航天员来说是一个极大的挑战。

    时间精度：3170年不能差一秒

    对于测控系统来说，时间的精度要求也非常严格。由于飞船的速度非常高，最低宇宙速度是7.8公里/秒，只有达到这个速度，飞船才能离开地球。轨道越高，飞船的运行速度就越高，神舟九号和天宫一号现在的运行速度基本维持在2.8万公里/小时，如果时间有误差，那很可能差之毫厘，两个飞行器就会失之千里。

    这就要求在测控网范围内，所有仪器、设备必须在时间上保持同步，对整个测控网的时序系统提出了很高的要求，“就像打仗的时候，指挥员总是要求大家‘对表’一样，我们测控网系统也要‘对表’，这个表的精度有多高呢？是10的11次方。大约相当于3170年不能差一秒。” 陈建民说。

    另外，在神舟九号与天宫一号手控对接过程中，每秒的数据都很重要，对于数据传输网络也有更高要求。民用的IP网络在进行数据传输的时候，会出现‘丢包’的现象，这样的事情如果发生在飞船上，就会导致指令不对或是连接中断，因此是绝对不允许的。中国电子科技集团公司高级工程师卢华斌说，在手控交会对接过程中，网络设备、线路都有备份，并且是两条网络同时工作的“热备份”，确保数据传输万无一失。

    （本报记者 詹 媛  本报北京6月24日电）