访谈实录航天专家马惠廷李颐黎解读天宫发射
<p> 主持人：大家好！欢迎大家关注中国航天网和搜狐新闻联合举办的“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”发射在线访谈，现在是北京时间8点47分，在这个特殊的时刻我们邀请到了两位来自中国航天科技集团的专家，左边的这位是中国航天科技集团一院火箭总装厂副厂长马惠廷老师，这位是中国空间技术研究院研究员李颐黎老师，欢迎二位来到中国航天网做客。 </p><p> 主持人：咱们现在看到网上直播是酒泉现场的情况，离发射的时间越来越近了，还在做准备。现在我想所有人的目光都集中在“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”上面，我想先问一下李老师，请帮我们简单介绍一下“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”以及任务。 </p><p> 李颐黎：网友们好！“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”是一个目标飞行器，交会对接的任务一般是有两个航天器，一个是目标的，一个是追踪航天器，我们要实现的是“神舟八号”和“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的交会对接，这种情况下“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”是目标飞行器，“神舟八号”是追踪飞行器。 </p><p> 主持人：现在媒体上有很多关于天宫和执行这次发射任务的火箭的报道，有的把这次执行任务的火箭叫做“改进型长征二号f运载火箭”还有的叫“长征二号ft1火箭”，到底哪种说法比较准确？</p><p> 马惠廷：正确的说法应该是“长征二号ft1”，因为要发射“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”，所以叫t1火箭。</p><p> 主持人：冯卡门曲线整流罩在研制生产过程中遭遇了怎样的困难？有什么样的攻关故事？</p><p> 马惠廷：这次因为要发射“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”，体积和重量比较大，这样的话整流罩就需要加大，在这种情况下如何减少空气的阻力，增加运载能力？设计师就采用了“冯卡门”，“冯卡门”属于为中国航空航天方面作出重大贡献的曲线整流罩，整体设计是采用“冯卡门”曲线。 </p><p> 主持人：这个曲线可以减少阻力？</p><p> 马惠廷：对。 </p><p> 主持人：这是不是也意味着咱们的工业设计水平在提高呢？</p><p> 马惠廷：应该这么讲，在我们以往传统设计中实际不是采用这种方式，这样的话就达不到刚才说到的这些好处，这样设计就带来了很大难度，首先要做“冯卡门”曲线整流罩的话，因为整流罩是个大型器件，过程中就会遇到很多困难，我们在这方面克服了很多困难。另外，因为整流罩在飞行过程中要分离，分离的过程中要利用到一些特殊材料，这方面也遇到了很多问题，所以取得了今天这样的成绩。 </p><p> 主持人：咱们这次整流罩也是第一次在发射场装配，为什么会这样？</p><p> 马惠廷：以往的整流罩都是3米7，这个大小是根据运输火车铁道的桥梁、隧道的宽度决定的，现在由于要发射“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”，“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”体积大、功率大，根据设计要达到4米2，我们在家里造好之后要分解、分段拿到发射场再对接起来。 </p><p> 主持人：根据之前酒泉发射场的工作人员介绍，发射场在27日和28日出现大风降温天气，所以原定于27日至30日之间实施的<strong><strong>天宫一号</strong></strong>发射，将在29日至30日之间择机实施。什么样的天气条件有利于天宫的发射？它对发射的天气状况有什么特别要求吗？</p><p> 李颐黎：“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的发射对气象有一定的要求，要求地面风速不要大于每秒15米，高空的风不要大于每秒70米，这样的话就不会给火箭增加太多的阻力。另外要求发射场周围不得有雷暴天气。 </p><p> 主持人：所以说现在的条件非常适合。</p><p> 李颐黎：非常好。 </p><p> 主持人：根据最新的消息“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的最佳发射窗口确定在今晚21∶16-21∶31，这个发射窗口的时间是怎么确定的？都有哪些影响因素？</p><p> 李颐黎：这个因素是非常多的，其中有一个因素是说应该考虑到将来搞交会对接的时候，在最后最精彩的那一段，也就是大家最关心的那一段，快要接近、快要对接的那个阶段，我们希望在白天。 </p><p> 主持人：观测？</p><p> 李颐黎：对，白天摄像比较方便，各个角度都可以照的上，很清晰，这样一旦出现什么故障也好分析。另外，从让全国人民都能目睹交会对接的实况也比较方便，因此就有这么一个特点，要想白天交会对接这一段要发生就要在夜里发射，“神七”我们也是要求白天进行出舱活动，因此我们也是要求在夜里9点钟发射的。 </p><p> 主持人：火箭推进剂通常什么时间加注？是不是加注完就要尽快发射出去？</p><p> 马惠廷：加注一般都是提前一天，一般加注了以后马上要进行发射，一般要加注七八个小时。</p><p> 主持人：据说这发火箭还有一个变化，就是助推器，由椭球体变成了锥体，为什么？</p><p> 马惠廷：好处是整个火箭至少能多增加到500公斤的燃料。</p><p> 主持人：按照设计，“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”将在轨运行2年，与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，在这么长的时间里，能源供给至关重要，电源系统可以说是天宫的“生命线”，那么天宫的电力供应是从哪来的？</p><p> 李颐黎：这次利用了大型的电池板，除了有太阳能电池板，还有蓄电池，在地球阴影区可以把它拿出来用。 </p><p> 主持人：“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”这么大，它的用电量是不是也很大？</p><p> 李颐黎：用电量是很大的，但现在有个好处，对“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的改进，它的电池效率已经达到27-28%了，已经接近到国际的先进水平了，因此和过去第一代、第二代的太阳能板有了很大的改进。 </p><p> 主持人：您刚才还说到了蓄电池，蓄电池是放在资源舱吗？</p><p> 李颐黎：是的，为什么叫资源舱呢？顾名思义就是提供资源，电就是资源。另外就是资源舱里还有很重要的就是推进系统、发动机、燃料储箱，另外我们还把水、氮气储存在里面。人就在实验舱里头，实验舱有15立方米，跟以前相比就有从两居室搬到了三居室的感觉。 </p><p> 主持人：对接机构安装在舱的什么位置上？</p><p> 李颐黎：对接机构安装在实验舱，也就是说是“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”飞行器的前端，装的是一个被动式的对接机构，然后“神八”那边装的是主动式的对接机构，两边使两个飞行器实现交会、对接、拉紧，最后锁定。 </p><p> 主持人：昨天中国载人航天工程新闻发言人在酒泉的新闻发布会上说：<strong><strong>天宫一号</strong></strong>发射升空后，经两次变轨进入高度约为350公里的近圆轨道，进行在轨测试。神舟八号飞船发射前， <strong><strong>天宫一号</strong></strong>降轨至高度约343公里的近圆轨道，等待交会对接。为什么天宫要进行两次变轨？对接轨道为什么选择343公里？轨道高度的选择有什么样的考虑？</p><p> 李颐黎：先回答第一个问题，“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”为什么要提高到350公里？轨道在没有交会对接任务的时候要高一点好，因为高一点大气密度就小了，这样使它的衰减就小了，每转一圈轨道都要降低，这个我们学名叫轨道衰减。 </p><p> 主持人：是什么原因呢？</p><p> 李颐黎：是大气阻力，虽然很稀薄的大气，但是长时间的作用也会使轨道发生变化。所以如果没有任务的话就把它放高一点，这样高度衰减的就比较慢，这样你就省了推进剂了，如果你老维持在将来要对接的343公里以上，就得不断的给它加推力、加速爬高，所以就高一点，之后经过两次变轨就可以了。</p><p> 李颐黎：再回答第二个问题，为什么我们要把它对接时候的轨道降到343这个轨道？这个轨道在我们航天业有个学名叫回归轨道，意思就是说它转了一定的圈数以后就跟原来的轨道重合了，咱们叫两天回归轨道，就是说转了大概31圈跟第32圈，第31圈就跟第第1圈一样了，第32圈就跟第2圈一样了。 </p><p> 李颐黎：所以说，不一定每次发射都是说我加注好了就一定能发射，加注好了一旦飞船或者运载火箭出现问题，或者甚至于地面哪个环节出现问题，或者天气出现问题，这时候没办法就得推迟发射，这样两天回归轨道就有这个好处，就是说今天发射跟过两天发射轨道是一样的，这样可以有一个备份的发射窗口，提交了交会对接成功的概率。</p><p> 主持人：这个轨道很神奇啊！</p><p> 李颐黎：哈哈！很有意思。衰减少一些，等待下一次“神九”的来临。 </p><p> 主持人：国际空间站也是343公里？</p><p> 李颐黎：国际空间站不是，国际空间站是运行在更高的轨道。</p><p> 主持人：马上就要到9∶16分了，发射大厅一片寂静，大家都在等待发射的时刻，我们也来看一下。</p><p> 李颐黎：这个时候大家都在各自的岗位上静静等待。 </p><p> 主持人：这次总装厂做了什么工作保证“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的发射？</p><p> 马惠廷：因为航天是高风险的行业，每个环节都很重要，发射“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”就显得尤为重要，所以在我们正常管理的体系管理基础上，我们对这次首先要进行风险识别，辨别找到哪些是薄弱环节，还有易错的环节，还有分离、转的过程中，这样的环节我们都定为容易出问题、高风险的环节，把风险识别出来，逐一的采取措施。第二，我们把生产过程中每个组件都列出生产数据，跟之前发射成功过的组件进行比较。等等手段提高整个发射的可靠性。</p><p> 主持人：网友想问李老师这样一个问题，在轨道上运行，<strong><strong>天宫一号</strong></strong>的飞行速度是多少？每秒7.8公里的第一宇宙速度？</p><p> 李颐黎：不是，比这个速度要小，每秒7.8公里是什么概念呢？假设贴着地球表面飞，假设地球表面没有阻力是每秒7.8公里，但实际上是不可能没有阻力的，另外地面表面不一样，还有喜马拉雅山啊，所以不能飞那么低，飞多高呢？最低的高度是200公里以上。</p><p> 主持人：神八进入轨道后它的运行速度是不是要大于第一宇宙速度，加速行驶才能追上天宫？</p><p> 李颐黎：不用，实际上两个都是每秒7公里的速度，靠什么呢？地球转一周的时间我们叫轨道周期，转一圈的时间周期越短、上面的周期就越长，利用这个原理使得它能追上，下面这个就相当于转的快了，下面这个相当于转的慢了，这些是利用周期的不一样。</p><p> 主持人：火箭器箭分离的时候是不是发射任务成功了？</p><p> 马惠廷：送到运载轨道火箭的任务就完成了。</p><p> 主持人：“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”还要运行一段时间才知道发射成功是吗？</p><p> 李颐黎：“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”进入到运行段一般是要把地平面找到，然后要调整姿态，由于器箭分离对目标飞行器是个干扰，它要把姿态调整好。</p><p> 主持人：然后就成功了？</p><p> 马惠廷：还不行，还一定要把帆板打开，保证有电。（观看酒泉发射场）</p><p> 李颐黎：因为现在电子技术的发展，现在可以把在上面拍摄的照片，通过遥感传回来。 </p><p> 主持人：现在能看到一个光点，接下来是什么？</p><p> 李颐黎：接下来是二级熄火。</p><p> 主持人：现在是255秒了。</p><p> 马惠廷：现在可以直接观看直播了，以前都没有。</p><p> 主持人：这个是绿色的火焰？</p><p> 李颐黎：蓝色的。</p><p> 主持人：现在如果在发射现场用肉眼还能看得见吗？</p><p> 李颐黎：应该看不见。</p><p> 李颐黎：肉眼能看到的要有几个条件，反光面足够得大，比如说像我们第一个人造卫星做个观测体，它的直径是4米，这样就看得到它，另外是清晨很傍晚，因为背景是黑的。（观看酒泉发射场）</p><p> 马惠廷：这火源很稳定、很平稳，火箭飞的很平稳。</p><p> 马惠廷：这样的直播效果已经很好了，以前这一段我们只能看动画。 </p><p> 主持人：整个飞行过程大概是多长时间？</p><p> 马惠廷：这次是583秒，从起飞一直到器件分离583秒，但实际上因为推进剂的流量有些偏差差几秒都是正常的。</p><p> 李颐黎：因为也要根据它的测量的高度和速度到了也会关机。</p><p> 马惠廷：并不是按照时间关机，而是按照轨道达到一定的要求。 </p><p> 主持人：像他们这个大屏幕上出现的是真实的“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”吗？视频卫星拍摄的吗？</p><p> 李颐黎：这个是。这个监测的是“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的情况，摄像机朝上照的，所以看不到火箭的火焰。</p><p> 马惠廷：这是远望三号监测到的图像，把远望三号布在这儿，可以使上升段测控的覆盖率可以达到百分之百，实际是陆地那些测控站延伸到这儿的。</p><p> 李颐黎：这是“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的侧面吧？</p><p> 李颐黎：这个画面很平稳，说明飞行平稳。</p><p> 马惠廷：现在应该是“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”的太阳能板已经展开了。 </p><p> 主持人：这时候器箭已经分离了？</p><p> 马惠廷：已经分离了。</p><p> 李颐黎：都分离了好几分钟了。 </p><p> 主持人：那现在“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”是在调姿？</p><p> 马惠廷：首先要把帆板打开然后才能调姿。</p><p> 李颐黎：打开就有电了，有电了就可以干其它的事了。</p><p> 主持人：现在是黑天也能发电吗？</p><p> 马惠廷：现在还不行，得转到阳照区，但很快，转一周的时间大概是一个半小时，所以很快它就会转到阳照区。</p><p> 李颐黎：现在在飞行之前飞行器上的电池已经充过电了。</p><p> 马惠廷：先用蓄电池里的。</p><p> 主持人：再过一会儿就跟不到了吧？</p><p> 马惠廷：对，但没关系啊，有中继星啊。</p><p> 主持人：点火振动和发射火箭对摄像都没影响？</p><p> 李颐黎：离的远。</p><p> 李颐黎：这是朝下的。</p><p> 主持人：最后“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”和“神八”对接，对接成功之后就变成了一个新的组合体，这时由谁来控制？</p><p> 马惠廷：在对接飞行的状态下是由“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”控制的，这时候主要是运动控制，比如说要调姿，这时候不能两个大脑都说了算。</p><p> 李颐黎：正常入轨了。</p><p> 主持人：可以鼓掌了！</p><p> 马惠廷：咱把正常入轨又延伸了一些，除了轨道正确以外，飞船的太阳帆板也展开了。</p><p> 李颐黎：各个参数都对了。</p><p> 主持人：大概多长时间以后要调整？</p><p> 马惠廷：经过两次变轨以后就把它变成350公里来运行。</p><p> 主持人：有的网友对太空垃圾的问题很关注，因为前段时间美国报废卫星抱怨纷纷，太空中有很多太空垃圾，咱们这个“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”怎么躲避太空垃圾？</p><p> 马惠廷：有几个措施，有一个专门研究空间气象的单位，现在空间气象这个名词已经很普遍了，大气层内的气象主要是预报有没有风、有没有雨这些参数，空间气象主要是预报太阳是不是有耀斑爆发？碎片垃圾的分布，对空间站或者其它航天器有没有撞击的危险？加强这方面的预报和监测，太空垃圾包括微流星，会不会撞到“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”上。</p><p> 马惠廷：第二，我们采取一些措施，第一个措施是在“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”上装一个防止微流星撞击的防护板，像一个罩一样，这样一旦有比较大的碎片撞上就会把它的能量吸收掉，不会把运输舱都砸破了。另外一旦预报有比较大的碎片要碰撞，可以改变轨道，避开空间碎片的撞击。</p><p> 主持人：说明还是有很多办法的。</p><p> 马惠廷：对。 </p><p> 主持人：按照咱们中国航天的三步走的计划，现在发射了“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”可以说离目标又近了一步，对建设国际空间站还有什么要突破？</p><p> 马惠廷：建立国际空间站的技术还有很多要突破，其中就是再生式环境保障系统，就是现在我们带上去的食物、水都是一次性使用就完了，空气一次性使用就完了，再生式就是想办法能不能把水回收。第二个技术就是长时间工作的技术，就是说我们神舟飞船在轨道上只是飞行了5天，设计是7天，空间站不一样，空间站要几个月、几年。</p><p> 马惠廷：长的甚至十几年，因此长寿命对所有系统都面临严重的考验，就是说你可以工作几天不出故障，而你工作几年甚至十几年不出故障，这样就要求可靠性必须非常高。空中的阳离子粒会对太阳能板产生腐蚀，这个问题怎么杜绝？另外，交会对接之后统一的运动控制、防控控制。所以，要解决的问题还是很多的，任重而道远。</p><p> 主持人：请李老师介绍一下长征五号的情况。</p><p> 李颐黎：现在长征五号按照计划运行，计划2014年上天，今天“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”是8吨，将来可以达到20多吨，这样空间站可以更大，可以提供更多的实验环境和空间。</p><p> 主持人：非常感谢两位老师回答了网友很多问题，希望以后还能请到两位来我们这里做客。此时此刻“<strong><strong>天宫一号</strong></strong>”正在按照预定轨道运行，它承载着我们的希望，让我们一起祝愿它飞的越来越好！</p><br />
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