“天宫一号”三问

“天宫一号”如何发射

“天宫一号”作为中国自主研制的目标飞行器，已于2011年9月29日21时25分45秒，成功发射升空并准确进入预定轨道。“天宫一号”全长10.4米，舱体最大直径3.35米，起飞质量8506千克，设计在轨寿命为2年，由实验舱和资源舱构成，前者有效使用空间约15立方米，能满足3名航天员的舱内工作和生活需要，前端安装被动式对接机构，可与飞船实现对接；资源舱主要为空间飞行提供动力和能源。

用来发射“天宫一号”的是长征二号FT1火箭，是在原长征二号F火箭基础上研制的具有更强大助推力和运载能力的新型火箭，全长52米，起飞质量493吨，运载能力可达8.6吨。

“天宫一号”的任务

“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；进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。

根据计划，“天宫一号”发射升空后，经两次变轨后将进入高度约为350公里的近圆轨道，进行在轨测试。在“神舟八号”飞船发射前，“天宫一号”降轨至高度约为343公里的近圆轨道，等待交会对接。

“神八”发射入轨后2天内，将完成与“天宫一号”的第一次交会对接，形成组合体。组合体飞行12天左右，择机进行第二次交会对接。组合体运行结束后，“神八”飞船会在一天内返回地面，而“天宫一号”将升轨至自主飞行轨道，转入长期运行管理模式，等待下一次的交会对接。

空间交会对接如何实现

空间交会对接涉及两个飞行器，一个是目标飞行器，一个是追踪飞行器。目标飞行器首先发射升空，追踪飞行器作为主动飞行器去寻找目标飞行器进行交会对接。在交会对接过程中，追踪飞行器的飞行可以分为以下四个阶段：

远程导引段：在地面测控的支持下，追踪飞行器经过若干次变轨机动，进入到追踪航天器上的敏感器能捕获目标飞行器的范围（一般为15～100千米）。

近程导引段：追踪飞行器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标飞行器的相对运动参数，自动引导到目标飞行器附近的初始瞄准点（距目标飞行器0.5～1千米）。

最终逼近段：追踪飞行器首先捕获目标飞行器的对接轴，当对接轴线不沿轨道飞行方向时，要求追踪飞行器在轨道平面外进行绕飞机动，以进入对接走廊，此时两个飞行器之间的距离约100米，相对速度约1～3米/秒。

对接停靠段：追踪飞行器利用由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统精确测量两个飞行器的距离、相对速度和姿态，同时启动小发动机进行机动，使之沿对接走廊向目标最后逼近。在对接前关闭发动机，以0.15～0.18米/秒的停靠速度与目标相撞，最后利用栓－锥或异体同构周边对接装置的抓手、缓冲器、传力机构和锁紧机构使两个飞行器在结构上实现硬连接，完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。