中国载人航天工程二步走--中国数字科技馆

神舟七号出舱

神舟七号载人飞船航天员舱外作业

　　2008年9月25日，我国第三艘载人飞船神舟七号成功发射，三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。27日，翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服，在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明的辅助下，进行了19分35秒的出舱活动。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。2008年9月28日傍晚时分，神舟七号飞船在顺利完成空间出舱活动和一系列空间科学试验任务后，成功降落在内蒙古中部阿木古朗草原上。

交会对接

交会对接示意图

　　突破和掌握交会对接技术，是建设载人空间站的基础和前提。我国发射天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船，正是为了突破和掌握空间交会对接技术。

　　天宫一号飞行的主要任务是为实施空间交会对接试验提供目标飞行器，初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台，为空间站研制积累经验。天宫一号发射升空后，经两次变轨进入高度约为350千米的近圆轨道，进行在轨测试。神舟八号飞船发射前，天宫一号降轨至高度约为343千米的近圆轨道，等待交会对接。神舟八号飞船发射入轨后2天内，完成与天宫一号的第一次交会对接，形成组合体。组合体飞行12天后，进行第二次交会对接。组合体运行结束后，飞船返回地面。之后，天宫一号升轨至自主飞行轨道，转入长期运行管理模式，等待下次交会对接。

我国首次空间交会对接路线图

　　任务实施主要步骤图解

　　1.2011年9月29日21时16分，长征二号FT1运载火箭成功发射天宫一号目标飞行器

　　2.长征二号FT1运载火箭升空585秒后，“天宫一号”顺利进入预定轨道

　　3.“天宫一号”降轨至高度约343公里的对接轨道

　　4.“天宫一号”在转移至对接轨道的同时，偏航180度，建立倒飞姿态

　　5.11月1日5时58分7秒，长征二号F运载火箭成功发射神舟八号飞船

　　6.“神舟八号”经5次变轨后到达距“天宫一号”后下方约52公里处

　　7.“神舟八号”经4次自主变轨控制后抵达距“天宫一号”约5公里的对接入口点，交会对接过程开始

　　8.11月3日1时36分，“神舟八号”与“天宫一号”刚性连接成组合体，对接成功

　　9.组合体飞行12天后彻底分离，两个航天器择机进行下一次交会对接

　　10.“神舟八号”返回舱返回主着陆场

　　11.“天宫一号”升至自主飞行轨道飞行，等待下一次交会对接

中国载人航天工程,神舟七号出舱

天宫一号是一个两节结构的圆形太空舱，内有一个约15立方米的活动空间

神舟八号飞船热真空试验

　　天宫一号是我国为进行首次空间交会对接试验而研制的目标飞行器。它高10.4米、重8.5吨，分为实验舱和资源舱，舱体的最大直径为3.35米。与之前的载人航天器相比，天宫一号为航天员提供的可活动空间大大拓展，达15立方米，能够同时满足3名航天员的工作和生活需要。它既是一个目标飞行器，飞行的主要任务是为实施空间交会对接，也是一个初步的长期无人在轨飞行、短期有人照料的载人空间试验平台，可进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验，为空间站研制积累经验。

　　神舟八号飞船是我国为进行首次空间交会对接任务而研制的追踪飞行器，其主要使命是与天宫一号实施对接，为我国今后空间站的建设奠定技术基础。神舟八号飞船采用三舱布局，轨道舱在前，返回舱居中，推进舱在后。对接机构安装在轨道舱前端，用于与空间试验室系统对接。神舟八号是完全按照“载人标准”来打造的一艘飞船，它有自主飞行5天、停靠飞行180天的能力，较之以往神舟系列飞船最长飞行7天的记录，实现了几个数量级的跃升。

我国首次空间交会对接的特点

中国载人航天工程,神舟七号出舱

神舟八号与天宫一号对接环接触

安装在天宫一号上的摄像头拍摄的天宫一号和神舟八号交会对接锁紧完成后的画面

　　交会对接的第二步，是神舟八号与天宫一号通过对接机构结合为一体。

　　此次对接的两个飞行器采用的均为异体同构周边式对接机构，由几大部分组成。首先是捕获锁，天宫一号和神舟八号各有3个完全对称的捕获锁，二者的牵手就由此开始。随着神舟八号一步步追近天宫一号，3对捕获锁两两合在一起，类似于门的撞锁相扣，也就实现了两个飞行器最初的捕获和连接，并实现了最初的定位。

　　捕获锁连接起来，并不代表牵手成功。因为二者最初的牵手用撞击来形容更恰当，两个飞行器在最初接触的时候，各自有偏差、有速度，之间还有很大的能量，需要进行缓冲吸能。由于帆板等部件比较柔软，如果撞击速度太大会有折损，带来的损害将可能是灾难性的，所以必须在飞行器对接时进行缓冲并释放能量，这时就用到了内部的电磁阻尼制动器，它可以很好地吸收撞击能量。

　　同时，撞击还会带来飞行器相对姿态偏移，所以吸能之后还需要校正飞行器相对姿态，进而拉紧捕获锁，直到两个结构对接面靠近，再用12对结构锁将两个飞行器牢牢地绑定在一起。正常情况下神舟八号会主动出击抓住天宫一号，但如果出现异常，天宫一号也可以变被动为主动反过来抓住飞船。如果说捕获锁出动，二者就能够依附在一起的话；那么结构锁这个大力士一出马，二者就能够紧紧地粘连在一起。