[科普中國]-神舟八號飛船

神舟八號飛船為三艙結(jié)構(gòu)，由軌道艙、返回艙和推進艙組成。飛船軌道艙前端安裝自動式對接機構(gòu)，具備自動和手動交會對接與分離功能。神舟八號將基本成為我國的標準型空間渡船，未來實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

神舟八號為改進型飛船。發(fā)射神舟八號飛船的改進型“長征二號”F遙八火箭，全長58.3米，起飛質(zhì)量497噸，運載能力為8130公斤。中德兩國科學(xué)家將在神八上開展17項空間生命科學(xué)實驗。與以往飛船發(fā)射不同，這次交會對接任務(wù)要求飛船“零窗口”發(fā)射。

神舟八號飛船在前期飛船的基礎(chǔ)上，進行了較大的技術(shù)改進，全船一共有600多臺套的設(shè)備，一半以上發(fā)生了技術(shù)狀態(tài)的變化，在這中間，新研制的設(shè)備、新增加的設(shè)備就占了15%，主要變化是兩個方面：

具備了自動和手動交會對接功能，為此新增加和改進了一些設(shè)備。比如新研制了異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型和多種交會對接測量設(shè)備，用于交會對接自主控制的飛行軟件、控制軟件，也是全新設(shè)計和研發(fā)的。為了滿足交會對接的任務(wù)，飛船上增加配置了平移和反推發(fā)動機。同時，航天員的手動控制設(shè)備也進行了改進。

飛船在前期具備57天自主飛行的能力基礎(chǔ)上，已具備?？?80天的能力。神舟八號飛船電源帆板因為采用了新的太陽電池片，發(fā)電能力提高了50%。飛船的降落傘系統(tǒng)和著陸緩沖系統(tǒng)也進行了技術(shù)上的改進，提高了使用的可靠性。1

兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數(shù)的協(xié)調(diào)，在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會，在交會的基礎(chǔ)上，通過專門的對接機構(gòu)將兩個航天器連接成一個整體。形象地說就是要兩個飛行器“撞得上，彈不開，撞不壞”。然而，兩個高速飛行的航天器在空間軌道上要實現(xiàn)準確會合，同時精度需控制在十幾厘米之內(nèi)，其難度和風(fēng)險可想而知。因此，可靠性成為交會對接最基本的要求之一。

無論是飛船本身還是運載火箭，為了實現(xiàn)更高的可靠性，都做了較大改進。如今的飛船在前期具備57天自主飛行的能力基礎(chǔ)上，已具備?？?80天的能力。飛船電源發(fā)電能力提高了50%。還有，對降落傘系統(tǒng)和著陸緩沖系統(tǒng)也進行了技術(shù)上的改進。

神舟八號雖然是無人飛行，但這次飛行將對未來的載人任務(wù)進行充分的技術(shù)驗證和準備。它與“神九”、“神十”一樣，都是按照載人要求設(shè)計的?！吧癜恕鄙显黾优渲昧藞D像記錄設(shè)備和力學(xué)參數(shù)測量設(shè)備，能夠記錄下交會對接過程和飛船在飛行過程中的各種力學(xué)參數(shù)，有助于航天員地面訓(xùn)練和評價飛船的載人力學(xué)環(huán)境。通過這次飛行，可以驗證改進后的飛船能否適應(yīng)載人航天飛行的要求。

這次“神八”將有形體假人隨之上天，相關(guān)科學(xué)實驗數(shù)據(jù)為下年即將和天宮一號進行交會對接的載人飛船提供佐證。有關(guān)專家強調(diào)指出，只有神舟八號返回艙返回地面才能叫圓滿完成任務(wù)。若不能安全返回，對今后飛船是否載人會造成影響。

據(jù)介紹，涵蓋微生物、植物和動物等33種生物樣品將裝在40個有光照的容器中，隨神舟八號飛船遨游太空。此次在飛船上進行的空間生命科學(xué)研究最大的亮點在于是中外首次合作。

2011年10月30日，中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部總體室主任設(shè)計師趙黎平介紹，2008年5月中德雙方簽訂了《關(guān)于在神舟八號飛船上使用德國培養(yǎng)裝置進行空間生命科學(xué)實驗的協(xié)議書》，明確了雙方的合作形式、分工以及重要的計劃節(jié)點。由德方提供生物培養(yǎng)箱，中方負責(zé)電源箱，開展17項生命科學(xué)實驗項目。其中，中方10項，德方6項，中德合作1項，涉及中方7家單位，德方6個大學(xué)。

天宮一號/神舟八號交會對接任務(wù)，是中國首次空間交會對接試驗，是突破和掌握空間飛行器交會對接技術(shù)的關(guān)鍵之戰(zhàn)，是繼突破載人飛船天地往返和航天員空間出艙活動技術(shù)后，我國組織實施的又一重大科技實踐活動。此次任務(wù)目標是，準確進入軌道，精確交會對接、穩(wěn)定組合運行，安全撤離返回。

此次任務(wù)，共有航天員系統(tǒng)、空間應(yīng)用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、運載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)、著陸場系統(tǒng)、空間實驗室系統(tǒng)等載人航天工程八大系統(tǒng)參加任務(wù)。

2005年底，神舟八號首次對接緩沖試驗在上海獲得圓滿成功。

2011年9月24日，運載神舟八號的火箭抵達酒泉航天城。

2011年10月26日，執(zhí)行中國首次空間交會對接任務(wù)的神舟八號飛船、長征二號F遙八火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場順利轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)，這標志著神舟八號飛船發(fā)射已進入倒計時。2

2011年10月27日，已進入發(fā)射塔架的神舟八號進行了首次發(fā)射演練。同時進行的還有推進器加注演練和陸場搜救演練。

首次發(fā)射演練是每次發(fā)射前的必要演練，除了測試飛船、火箭的性能有無異常之外，更重要的是通過演練來銜接各系統(tǒng)的配合默契程度。神舟八號雖然是無人搭乘的飛船，但回收系統(tǒng)仍然按照高標準設(shè)計，因此，有關(guān)方面還進行了陸場搜救演練，即演練發(fā)現(xiàn)目標飛船、救援、回收等工序。首次演練順利完成，標志著神舟八號船箭組合體已具備了發(fā)射條件。

2011年10月31日，實施運載火箭推進劑加注。

2011年11月1日5時58分07秒，點火。5時58分10秒430毫秒，發(fā)射升空。

2011年11月1日清晨5時58分10秒，中國“長征二號F遙八”運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場點火發(fā)射，火箭飛行583秒后，將“神舟八號”飛船成功送入近地點200公里、遠地點330公里的預(yù)定軌道。

中國載人航天工程總指揮常萬全隨后在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心宣布，“神舟八號”飛船發(fā)射圓滿成功。

此次“神舟八號”飛船發(fā)射，是中國“長征”系列運載火箭第149次航天飛行。3

神舟八號與天宮一號對接，組裝成空間站雛形空間交會主要有四大步驟。地面引導(dǎo)——即兩個航天器都上天入軌后，通過地面測控站的引導(dǎo)，逐漸縮短相互之間距離。

自動尋的——在相距100公里時，“神舟八號”開始捕捉“天宮一號”，這是一個自動追蹤、捕捉的過程，讓“神八”通過幾次變軌，縮短與天宮的距離。

最終距離——當(dāng)二者相距在100米到1米之間時，不僅要控制好相互間的距離、速度和姿態(tài)，還必須保持在每秒1米的相對速度內(nèi)，以準備對接。

對接合攏——這時兩個龐大的飛行器，在太空相距僅幾十厘米，相對速度約每秒0.1米，橫向相對誤差不超過18厘米，才能嚴絲合縫地連為一體。整個對接過程必須保證接合平穩(wěn)，不能劇烈搖晃從而影響在軌飛行器的姿態(tài)。對接時兩個飛行器在空中都是超高速飛行狀態(tài)，雖然對接時相對速度不大，但要在充斥著高密度等離子體、游離氧及紫外線等的復(fù)雜空間環(huán)境中，實現(xiàn)兩個活動體間的精確對接，難度依然很高。

對接時間

2011年11月3日凌晨進行第一次交會對接后，天宮一號與神舟八號組合飛行12天之后，第二次交會對接在11月14日進行。 第二次交會對接飛行2天之后，16日，神八將第二次撤離天宮一號，17日返回地面。

對接地點

神舟八號與天宮一號于2011年11月3日凌晨1時30分時在我國甘肅、陜西上空進行對接。

據(jù)北京飛控中心總體室工程師陳翔介紹，甘肅、陜西兩地測站分布比較密集，屬于搭界弧段，可實現(xiàn)測控全可見。同時，甘陜兩地又處于天鏈01星和天鏈02星兩顆中繼衛(wèi)星的覆蓋地段，能夠保證神舟八號和天宮一號從相距140米的停泊點，到最終的靠攏鎖緊階段，整個過程都在我國觀測范圍內(nèi)。

由于軌道運行原因，第一次交會對接的整個過程正好處于夜間，即太陽光無法照射的陰影區(qū)，肉眼很難看到，只能通過專業(yè)手段進行觀測。據(jù)介紹，預(yù)計第二次交會對接處于白天，其實現(xiàn)位置基本上也處于我國甘肅、陜西上空。4

二次對接

據(jù)中國載人航天工程新聞發(fā)言人介紹，“神舟八號”與“天宮一號”預(yù)計將在14日迎來第一次太空分離、第二次太空交會對接任務(wù)。天宮一號目標飛行器總設(shè)計師張柏楠表示，“為了充分驗證測量設(shè)備的抗干擾能力，二次對接將在光照區(qū)舉行，當(dāng)前最擔(dān)心的，是強陽光對測量設(shè)備所造成的干擾?！?/p>

第二次交會對接要分得開，控得住，對得上。分得開、控得住，指的是“神八”飛船和天宮一號目標飛行器首先要成功分離，然后要保持正確的飛行姿態(tài)，以確保相對導(dǎo)航設(shè)備工作正常。對得上的最大難點是第二次交會對接的空間條件不同，由地球的陰影區(qū)轉(zhuǎn)換成在地球的光照區(qū)進行，強陽光可能會對交會對接測量設(shè)備造成干擾。

對接姿態(tài)

在二次交會對接前，神舟八號與天宮一號的組合體要重新進行轉(zhuǎn)向180度，轉(zhuǎn)為天宮在前、飛船在后的運行狀態(tài)。

二次交會對接前飛船的分離形態(tài)，與二次交會對接后飛船最終撤離天宮的方式也不相同。二次交會對接前，組合體進行180度調(diào)頭，飛船正飛分開。而最終撤離返回的時候，組合體不再調(diào)頭，飛船采取倒飛撤離，即直接從前面撤離。5

對接實錄

首次對接

2011年11月3日00：34 飛船從5公里停泊點向400米停泊點前進。

00:41 用于交會對接的目標飛行器天宮一號，經(jīng)過第4圈和第13圈兩次變軌，當(dāng)前位于距地球343公里的近圓軌道上。

00:42 北京飛控中心預(yù)報：神舟八號飛船將于01時07分進入400米停泊點。

00:46 遠距離導(dǎo)引段自神舟八號飛船入軌后開始，在地面測控通信系統(tǒng)的導(dǎo)引下，飛船經(jīng)過5次變軌控制，于2日深夜飛抵天宮一號后下方約52公里處，轉(zhuǎn)入自主控制飛行狀態(tài)。

00:48 神舟八號萬里追趕天宮一號。天宮一號在固定的軌道上運行，發(fā)動機并不工作；而神舟八號則通過不斷的變軌來拉近兩者之間的距離。

01:01 飛船對接機構(gòu)對接準備。

01:03 神舟八號對接環(huán)推出。

01:05 神舟八號對接準備完成。

01:05 飛船第30圈，天宮第541圈，進入馬林迪站和天鏈01星跟蹤弧段內(nèi)，飛船進入400米停泊點。

01:06 地面對神舟八號對接機構(gòu)的推出和準備情況進行確認后，飛船再次前進。

01:10 神舟八號與天宮一號的距離正不斷縮短。相對導(dǎo)航狀態(tài)正常。

01:10 空空通信正常。

01:11 天宮一號、神舟八號相對距離當(dāng)前為270米。

01:16 交會對接的接近段已經(jīng)結(jié)束，即將進入平移靠攏段，飛船經(jīng)過兩天多的飛行，與天宮一號的距離只剩最后的140米。

01:19 激光雷達導(dǎo)航。

01:20 CCD導(dǎo)航。

01:20 神舟八號從140米停泊點開始前進，正沿直線緩緩接近天宮一號。

01:21天宮一號目標飛行器是倒飛狀態(tài)，神舟八號是正飛。

01:21 飛船正在接近30米停泊點。

01:22 飛船激光雷達切近場合作目標。

01:23 飛船自主進入30米停泊點，稍做停泊。

01:27 飛船轉(zhuǎn)最后靠攏。

01:29 對接環(huán)接觸。

01:29 神舟八號對接機構(gòu)上的5個環(huán)失衡傳感器實時下傳的數(shù)據(jù)表明，兩個航天器已經(jīng)成功接觸。

01:29 飛船尾部4臺發(fā)動機隨即點火，給飛船提供一個對接推力。

01:29 對接機構(gòu)捕獲。

01:29 飛船對接機構(gòu)上的3把捕獲鎖與天宮一號對接機構(gòu)上的3個卡板器咬合。

01:30 完成捕獲。飛船發(fā)動機旋即關(guān)機。

01:30 兩個航天器完成柔性連接，連接后仍能相互移動。

01:30 飛船對接機構(gòu)的機械緩沖系統(tǒng)完成緩沖和校正，在緩沖過程中，儲存和消耗能量，校正對接換姿態(tài)，使其處于水平位置。

01:30 對接鎖鎖緊開始。

01:30 神舟八號對接機構(gòu)的對接換環(huán)收回，拉近兩航天器，兩對接機構(gòu)前端框面互相貼合。

01:34 對接機構(gòu)端面密封完成。

01:35 兩航天器完成剛性連接。

01:35 飛船和天宮一號對接機構(gòu)上各分布12個對接鎖，每個鎖由能活動的主動鉤和固定的被動鉤組成。

01:36 對接機構(gòu)鎖緊完成。

01:37 組合體啟控。

01:38 組合體消除姿態(tài)偏差。

01:41 組合體消除偏完成。

01:42 北京飛控中心宣布：對接機構(gòu)鎖緊，天宮一號啟控，天宮一號、神舟八號交會對接完成。

第二次對接

2011年11月14日20時，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，天宮一號與神舟八號成功進行了第二次交會對接。這次對接進一步考核檢驗了交會對接測量設(shè)備和對接機構(gòu)的功能與性能，獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)，達到了預(yù)期目的。6

（1）神八的成功發(fā)射并與天宮一號實現(xiàn)對接，標志著中國已經(jīng)初步掌握空間交會對接能力，擁有建設(shè)簡易空間實驗室，即短期無人照料的空間站的能力。

（2）神舟八號無人飛船執(zhí)行與天宮一號的首次和第二次自動空間交會對接任務(wù)，為今后空間站的建立打下基礎(chǔ)。

（3）神舟八號無人飛船成功執(zhí)行與天宮一號的首次自動空間交會對接任務(wù)，標志著中國成為繼蘇、美后第3個自主掌握次自動交會對接的國家，也標志著中國已經(jīng)初步掌握了自動空間交會對接技術(shù)。

在中國的載人航天“三步走”計劃中，中國最終要建設(shè)的是一個基本型空間站，它的規(guī)模不會超過現(xiàn)有的“和平號”或國際空間站。

基本型空間站大致包括一個核心艙、一架貨運飛船、一架載人飛船和兩個用于實驗等功能的其他艙，總重量在100噸以下。其中的核心艙需長期有人駐守，能與各種實驗艙、載人飛船和貨運飛船對接。具備了20噸以上運載能力的火箭，才有資格發(fā)射核心艙。

為此在不久之后，中國發(fā)射了神舟九號以及搭載宇航員的神舟飛船（“神八”沒有航天員跟隨上天，而神舟九號則載人），再與天宮一號對接，組裝成一個能容納三名宇航員工作和生活的空間站雛形。神舟十號飛船是中國“神舟”號系列飛船之一，它是中國第五艘搭載太空人的飛船。飛船由推進艙、返回艙、軌道艙和附加段組成。升空后再和目標飛行器天宮一號對接，并對其進行短暫的有人照管試驗。對接完成之后的任務(wù)將是打造太空實驗室。任務(wù)將是對“神九”載人交會對接技術(shù)的“拾遺補缺”。飛船將于2013年6月上旬搭載三位航天員飛向太空。1這將使中國成為繼美國、俄羅斯之后第三個掌握空間交會對接技術(shù)的國家?？梢栽诘厍蜍壍郎祥L期滯留工作的空間站，對于探索宇宙奧秘、造福人類有著重要意義。

抵達距“天宮一號”約5公里的對接入口點。隨后，從對接機構(gòu)接觸開始，經(jīng)過捕獲、緩沖、拉近、鎖緊4個步驟，實現(xiàn)了剛性連接，形成組合體，開始了為時兩天的整體飛行。

兩個8噸重“龐然大物”的高精度對接，對接機構(gòu)中小到指甲大小的齒輪和針頭大小的接口都要嚴絲合縫，無異于“針尖對針尖”。首次交會對接任務(wù)的成功，意味著繼美、俄之后，中國成為第三個獨立掌握交會對接技術(shù)的國家，這為我國今后開展更大規(guī)模的空間探索奠定了扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。

在接下來的12天中，“天宮一號”與“神舟八號”還將進行第二次交會對接試驗。

早在“神舟八號”發(fā)射之前，記者便來到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心探營，見證了這一場太空中的“穿針引線”背后的艱辛。

“‘天宮’在天上等著‘神八’赴約，這對飛船的發(fā)射窗口提出了非常嚴格的要求?！敝袊教炜萍技瘓F公司載人航天工程辦公室主任童旭東道破了緊張氛圍的緣由。

然而，正當(dāng)轉(zhuǎn)場工作緊鑼密鼓地準備時，從北京傳來的一個突如其來的消息讓每個人的心情變得暗淡下來。

“神八”上的CTU(計算機核心單元)在一個特定的溫度段發(fā)出指令時，遙測信號丟失?！斑@意味著如果飛船在這樣的情況下接收這樣特殊的指令，飛船瞬間會與地面失去聯(lián)系。一旦出現(xiàn)這樣的意外，后果不堪設(shè)想。”童旭東告訴本刊記者。

按照原定計劃，再過兩天，“神舟八號”船箭組合體將結(jié)束測試區(qū)的各項工作，運往發(fā)射陣地，火箭發(fā)射進入“倒計時”狀態(tài)。根據(jù)航天質(zhì)量管理條例，相同批次的產(chǎn)品出現(xiàn)問題，要開展舉一反三工作，及時剝離問題，確保飛行無隱患。而當(dāng)這個消息傳來時，距離船箭組合體轉(zhuǎn)運時間只剩3天了。

怎么辦？是“凍結(jié)狀態(tài)”全力舉一反三，還是邊查問題邊推進工作？此前，在“長二丙”失利后，目標飛行器和火箭試驗隊凍結(jié)了10天的工作，等待“長二丙”的事故調(diào)查。此刻，“天宮”已經(jīng)在太空調(diào)整好姿態(tài)等待“神八”到來。交會對接任務(wù)對追蹤飛行器，即“神舟八號”飛船的發(fā)射窗口有非常嚴格的要求。而首次對接任務(wù)選擇在陰影區(qū)，11月份只有1號、3號和5號有發(fā)射窗口，一旦錯過，下次“太空約會”就要順延到12月底了。

在第一時間，中國航天科技集團公司組織了“兩總”迅速研討，并組織西安的專家迅速攻關(guān)。在問題發(fā)生當(dāng)天，“神九”上的CTU被立即運抵西安，同時在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行任務(wù)的專家連夜返回西安，進行集智攻關(guān)。大家達成一致，當(dāng)前一方面是要繼續(xù)對該問題進行定位、復(fù)現(xiàn)，找到問題所在，同時做好“神舟八號”相關(guān)預(yù)案。

一場“三地大協(xié)同”的攻關(guān)戰(zhàn)役就此打響。北京、西安迅速啟動了對“神舟系列”其他產(chǎn)品的驗證試驗；在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行“神舟八號”任務(wù)的試驗隊員很快啟動了“拆神八”的預(yù)案。

“拆卸工作非常復(fù)雜，拋開操作上的風(fēng)險不說，僅僅從正常的操作工藝程序來說，就需要4天的時間。那將意味著將錯過11月1號和3號的發(fā)射窗口，發(fā)射日期將順延到5號。假如再受天氣等因素的影響，將會給決策帶來重大風(fēng)險?！蓖駯|解釋道。

時間一分一秒走過，每個人都在等待西安試驗的結(jié)果。原定在10月25日上午10點舉行的CTU歸零會議一推再推，從10點推到下午3點，又從下午3點推到5點，又從5點推到晚上8點。

晚上9點半，當(dāng)北京、上海、西安、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心四地的專家都悉數(shù)到場時，報告人帶著“新鮮出爐”的報告還在路上。大家都在焦急地等待著。

會議很順利。經(jīng)過前后方試驗隊員3天3夜的鏖戰(zhàn)，得出了兩個結(jié)論：一是出現(xiàn)問題的只是一個特定的溫度段，只會出如今地面試驗上，飛船在飛行中不會遇到；二是不會給飛船發(fā)出該條指令。而即便出現(xiàn)故障，飛船團隊也有預(yù)案能夠順利解決這個問題。

經(jīng)過來自4地150多位專家的“集體會診”，作出了“不拆卸神八CTU”的決定，保持了“神舟八號”的原有狀態(tài)。當(dāng)大家集體鼓掌通過時，人們的臉上才露出了久違的笑容。

“如今回頭來看。這個決定非常有價值。盡管該問題是由于我們的產(chǎn)品不夠‘強壯’所致，但是從大家的應(yīng)急反應(yīng)來看，證明了載人航天團隊特別能戰(zhàn)斗，在關(guān)鍵時刻，基于對產(chǎn)品、系統(tǒng)的全面試驗，做了一個非常果斷的決策?！蓖駯|說，只有工作做細了，才能有這種果斷“拍板”的勇氣和自信。

在首次交會對接任務(wù)中，已經(jīng)圓滿執(zhí)行過7次任務(wù)的長二F火箭將再次兩度執(zhí)行飛行任務(wù)，分別將“天宮一號”和“神舟八號”送入太空。

“在首次交會對接任務(wù)中，針對‘天宮一號’和‘神舟八號’的不同使命，我們共研制了兩枚火箭。從硬件來講，我們盡量保持兩枚火箭狀態(tài)的一致性，能夠通用的技術(shù)全部通用，確保研制生產(chǎn)過程全程可控?！被鸺傇O(shè)計師荊木春告訴記者，依據(jù)如今載人航天工程的發(fā)展速度，承擔(dān)著“載人使命”的長征二號F火箭即將迎來批量生產(chǎn)時代，確?；鸺夹g(shù)狀態(tài)的穩(wěn)定可靠是“第一要務(wù)”。

相比于之前承擔(dān)的載人航天任務(wù)，此次遙八火箭要在1個月內(nèi)執(zhí)行兩次發(fā)射任務(wù)，這對長二F而言是一個不小的挑戰(zhàn)。而“神舟八號”任務(wù)對發(fā)射精度更是提出了嚴格要求。

為了實現(xiàn)“高精度”的目標，此次火箭首次采取了迭代制導(dǎo)的控制手段，能更好地減小入軌誤差。荊木春告訴記者，不同于攝動制導(dǎo)，迭代制導(dǎo)的入軌方式更加靈活智能。值得一提的是，這是該項技術(shù)首次應(yīng)用在長征火箭之中。

為什么要在發(fā)射“神舟八號”時采取迭代制導(dǎo)的入軌方式呢？火箭副總師宋征宇形象地給記者舉例?！叭绻选鞂m一號’和‘神舟八號’的對接看成是一場接力比賽，運動員沿著直線追上被對接的隊員顯然比繞著追趕更加省力。對運動中的個體而言，橫向機動很困難。這對‘神舟八號’飛船和‘天宮一號’目標飛行器的對接也是如此，必須確?！癜恕c‘天宮’在一個軌道面。”

迭代制導(dǎo)的入軌方式將打破常規(guī)火箭的軌道計算模式。“以前火箭發(fā)射的入軌模式就像飛機飛行一樣，按照既定的航道飛行，當(dāng)偏離航道后，自行進行調(diào)整。采用迭代制導(dǎo)方式后，火箭將實現(xiàn)一邊飛行一邊計算最適合當(dāng)前狀態(tài)的入軌點，同時設(shè)計飛行軌跡，并控制火箭按照設(shè)計的軌跡飛行，這樣能夠最大程度保證火箭的入軌精度，尤其是軌道面的精度，從而實現(xiàn)火箭入軌的智能化控制?！彼握饔罡嬖V記者，采取迭代制導(dǎo)后，火箭每0.02秒就要作一次入軌點預(yù)計和軌道修正，計算量比傳統(tǒng)制導(dǎo)方式增加了30多倍。

同樣舉飛機飛行的例子，受氣流因素，飛機航行時發(fā)生顛簸偏離航道是正常情況。對于火箭而言，受大氣、結(jié)構(gòu)設(shè)計、發(fā)動機等因素的干擾，火箭在飛行中也很難做到完全按照預(yù)定的軌跡飛行，這就需要火箭在飛行中不斷修正軌道，從而最大程度地保證入軌點的精度?！按舜蔚茖?dǎo)大概在火箭點火350秒后發(fā)揮作用，讓火箭在飛行的過程中實時作出軌道修正，確保把‘神舟八號’精確送入軌道。”宋征宇說。

搞火箭的人都知道，在測定發(fā)射窗口之前，首先要明確“乘客”的目的地，即衛(wèi)星(飛船)的入軌點?！耙郧帮w行器的入軌點一般在發(fā)射前1個月就能確定。此次發(fā)射“神舟八號”飛船，為了確保入軌點的精度，在發(fā)射前6小時進行最后一次測軌，并在射前4小時才最終確定要對接的‘天宮一號’在空間的軌道參數(shù)，此時我們才能知道要把“神舟八號”送到哪里。這對我們的適應(yīng)能力是一個極大的考驗?！彼握饔罱忉尩馈?/p>

“‘天宮’在宇宙中以每秒7.8公里的第一宇宙速度在做相對運動，這意味著錯過一秒，‘天宮’就已經(jīng)在天上了‘前進’了7.8公里，“神舟八號”要通過消耗自身燃料去‘追趕’目標飛行器?！鼻G木春形象地說。飛行器上天后靠消耗自身燃料調(diào)軌是航天發(fā)射“沒有辦法的辦法”。

“這次發(fā)射活動和之前發(fā)射衛(wèi)星不同，以前的發(fā)射只需考慮衛(wèi)星上天后能夠盡快把太陽能帆板對準太陽，以便能夠在第一時間獲取能量。而這次發(fā)射“神舟八號”飛船的第一任務(wù)是要為對接做準備，與‘天宮一號’這個在宇宙中運動著的龐然大物對接?！睋?jù)荊木春介紹，在這樣的情況下，“零窗口”發(fā)射就顯得尤為重要。

從發(fā)射“天宮一號”起，長征二號F火箭結(jié)束了技術(shù)上“小修小補”的時代，在繼承了當(dāng)今電子、信息處理、計算機等領(lǐng)域的技術(shù)革新成果后，在確?？煽啃缘那疤嵯?，長二F火箭完成了轉(zhuǎn)型，一枚性能更加優(yōu)良、運載能力更加強大、載人環(huán)境更加舒適的火箭應(yīng)運而生。

在2012年6月16日，神舟九號發(fā)射成功。

2013年6月中旬神舟十號飛船將搭載三位航天員飛向太空，空間站建設(shè)大幕即將拉開對于航天人來說，“大考”即將接踵而至。7

中國載人航天工程新聞發(fā)言人2011年11月16日宣布，神舟八號飛船返回艙將于17日19時許返回地面。

2011年11月16日18時30分，神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器成功分離。完成返回前狀態(tài)檢查測試和一系列準備工作后，北京航天飛行控制中心將于17日對飛船實施返回控制。

當(dāng)前主著陸場區(qū)準備就緒，氣象條件符合飛船返回。17日飛船回收當(dāng)天“窗口”，無小雪，雷暴、沙塵暴等惡劣天氣，地面風(fēng)力4－6米/秒，滿足飛船著陸氣象條件。8

神舟八號飛船于19點32分30秒平穩(wěn)著陸，順利回歸到祖國懷抱。

神八任務(wù)與神六、神七相比，雖然不載人，但是任務(wù)工作量增加了，工作標準提高了。主要體如今以下幾個方面：

一是應(yīng)急待命時間增加。應(yīng)急待命時間取決于飛船在軌時間，神六在軌運行了5天，神七在軌運行了3天，神八在軌運行17天。按照任務(wù)要求，在飛船運行過程中，著陸場每天都要處于回收待命準備狀態(tài)。

二是搜索回收區(qū)域擴大。按照總體方案要求，飛船每天都有回收的可能性。由于回收的著陸點不同，所以搜索區(qū)域就變大了。

三是搜索回收時間要求縮短。神七回收時在正常情況下搜索時間要求是6小時，如今提高到2．5小時。

四是夜間搜索回收難度增加。夜間搜索和白天完全不同。通過演練發(fā)現(xiàn)，夜間漆黑一片，伸手不見五指，直升機起飛、降落、返回艙尋找都具有一定難度。

五是飛船的有效載荷回收轉(zhuǎn)運要求嚴格。返回艙的有效載荷是中德合作研制的通用生物培養(yǎng)裝置，里面有許多微生物，對環(huán)境、溫度有要求，必須在返回后第一時間送到北京處理。

返回艙回收過程主要包括四個階段。

（1）跟蹤測量階段

按照飛船的飛行程序9，當(dāng)飛船制動發(fā)動機點火26分鐘后，返回艙就會飛到著陸場上空，白云鄂博場區(qū)的雷達首先捕獲目標，并對其彈道進行測量，引導(dǎo)后續(xù)測控設(shè)備跟蹤。位于大廟場區(qū)的USB設(shè)備隨后跟蹤，同時接收飛船遙測數(shù)據(jù)并向飛船發(fā)出遙控指令。在主傘打開后，利用光學(xué)設(shè)備拍攝飛船降落全過程。

（2）搜索尋找階段

按照程序，飛船落地前直升機就起飛到待命空域，利用直升機上裝備的定向設(shè)備接收飛船發(fā)射的信號，確認飛船的位置。由于是夜間搜索飛行，直升機在到達返回艙地點上空后，需要持續(xù)一段時間對返回艙的狀態(tài)、姿態(tài)，以及現(xiàn)場地形進行確認，隨后指揮直升機首先在附近選擇合適的地方降落，并指揮其他直升機降落。

（3）現(xiàn)場處置階段

此時地面分隊陸續(xù)趕到，按照工作流程對返回艙進行處置，主要包括外觀檢查、艙內(nèi)氣體檢測、微生物檢測、有效載荷的拆卸。

（4）回收轉(zhuǎn)運階段

將有效載荷快速運到中科院，將返回艙運到呼市火車站再到北京交給有關(guān)單位。