截至2日23时30分,神八飞船和天宫一号已建立起了稳定的空空通信,飞船开始自主控制,进入自主控制段。在自主控制阶段,飞船将分三个阶段进行交会对接:其中从52公里到5公里是寻的段,从5公里到140米是接近段,从140米到对接机构接触是平移靠拢段。整个自主控制段约需两个半小时。中国载人航天工程首次空间交会对接在3日凌晨完成。
　　解答一
突破三大挑战,引导神八追逐天宫
　　神舟八号与天宫一号的交会对接任务,在将中国载人航天事业引领上一个新台阶的同时,也对载人航天的轨道控制提出了新要求。北京飞控中心轨道室工程师李勰2日在接受采访时说,与以往的航天发射相比,引导两个目标在太空中交会对接,其轨道计算与控制的难度是空前的。
　　挑战一:协同难度增大。李勰说,过去的轨道控制任务相对比较简单,飞船飞行到第5圈时轨道由椭圆形变成圆形,最多只需进行两次轨道维持。而为了完成交会对接任务,天宫一号将进行多次变轨,轨道控制协同难度远超从前。这种协同,表面上看是考验神舟八号与天宫一号之间的协同,实际上是对控制室与其他参试单位之间协同配合的考验。
　　挑战二:为保证两个目标和谐运行,轨道室针对不同的目标任务,不仅做了两套方案,而且轨道室的工作人员在同一大厅内也分坐两旁:神舟八号在左,天宫一号在右,一方面可以避免误操作,另一方面也可及时进行信息通报和汇总。
　　挑战三:在于精度控制。交会对接任务中的远距离导引过程中,需要进行多次控制。相对于从前整圈进行控制的情况而言,此次控制段分割的比较短。这意味着,留给工作人员分析和解决问题的时间很短,一旦发现问题,就必须尽快解决。“今年是太阳活动高峰年,空天环境比较复杂。天宫一号在轨时间较长,轨道预报的误差又是随着时间平方发散的,时间越长,误差就越大。”李勰说。
　　解答二
历经四次停泊,天神才能完成对接
　　神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器的首次交会对接进入自主导引段后,从5公里到30米的接近距离之间,前后共设置了4个停泊点,在每一个停泊点都要作短暂停留。那么,为何要设置这4个停泊点?记者采访了青年航天测控专家王瑞军。
　　王瑞军参与完成了这次交会对接任务的测控通信系统总体设计方案。他说:“其目的就是为了降低风险。每一个停泊点的设置都为判断两个飞行器的运行状况留出了时间,只有一切正常才往下一步走,可以最大限度地降低风险。”
　　“因为我们是第一次实施,所以非常谨慎,像俄罗斯现在就没有这样复杂的过程。美国在对接时也有停泊的过程,但不像我们有这样多的环节。我们主要是第一次搞,因此比较谨慎,首先要确保两个飞行器的安全。”王瑞军说。
　　“在这4个停泊点中,5公里是最重要的一个,这是一个相对安全的距离。再一个是最后30米的这个停泊点,也很关键,就像踢足球的临门一脚。通过多个发动机同时工作,硬把两个飞行器拉过来,接合到一起,这个点应该说是技术含量最高的。”王瑞军说。
　　在经过了4次停泊之后,在东风站的上空,神八飞船与天宫一号开始接触,直到锁紧。锁紧时,是在太平洋中部远望三号船的上空。王瑞军说,“这中间还有一个非常复杂的过程,像自主测量、自主导航和计算等,对接机构要锁紧,要并飞,神八要由天宫一号控制联合飞行。锁紧后,自主交会对接的相关设备要关机,像激光雷达、微波雷达、空空通信机、自主计算程序等。”
　　王瑞军说,在对接之前的一段时间里,两个飞行器都处于失控状态,锁紧之后,天宫一号要启动控制程序,消除之前运行偏差,保持飞行姿态,同时停止一些设备的运行。12天后,还要进行一次交会对接试验。对接后组合体再飞行两天,然后,再分离,神八撤离天宫一号开始启动返回着陆场的程序。天宫一号则作升轨控制,进入自主运行。
　　解答三
跨越五道难关,过程就像谈场恋爱
　　作为载人航天工程空间实验室系统和飞船系统两个系统的总设计师,张柏楠因博学和技术扎实被业内人士称为“难不倒”。然而这一次,“难”成了他接受采访口中出现频率最高的词汇。如何交会,如何对接,难在哪里?张柏楠将实现交会对接的过程总结归纳为“过5关”。
　　瞄准:点火误差不能超过正负1秒。以往飞船发射,可以在几十分钟甚至更宽的时间范围内择机点火,而神舟八号飞船发射点火的时间被限定在正负1秒的范围内。这,就是瞄准的需要。
　　追赶:两天内追上10000公里。飞船入轨时,与天宫一号还有约1万公里的距离。通过工作人员高水平的轨道设计和严密计算,5次轨道控制后,飞船速度降至与天宫一致时,飞船也恰好到达天宫一号的同一高度和同一位置:10000公里的距离只剩咫尺。
　　防撞:历史上这个过程出事最多。美俄两国早期的交会对接试验,碰撞事故层出不穷。就在1997年,俄罗斯的进步飞船与和平号空间站还发生相撞。神舟八号飞船在地面引导控制下到达天宫一号后下方52公里处时,二者建立直接通信联系,飞船通过自身的计算机自主控制继续接近天宫一号,并设立4个停泊点。
　　精控:好比在浩瀚太空穿针眼。在343公里高的轨道上高速飞行的航天器,即使用航天测控站的光学望远镜,也难以清晰观测到。要想在这样的条件下,让两个8吨多的庞然大物,对接机构挨近时误差在18厘米之内,姿态小于5度,这就好比是让飞船拿着一根线,穿到天宫一号拿的那根绣花针的针眼里去。
　　分离:关系未来航天员生命安全。神舟八号和天宫一号的对接机构是迄今为止中国最复杂的空间机构,有数百个轴承齿轮和上万个零部件。两个航天器形成组合体运行结束飞船准备返回时,分离,也是一个重要关口。如果分不开,航天员就无法返回地球,后果是灾难性的。　　
◎相关新闻
　　模拟“航天员”
状态良好
　　记者2日从中国航天员中心获悉,跟随神八无人飞船升空的两个形体假人目前运行状态良好,已开始按程序发出拟人生理信号。航天员中心专家许志告诉记者,两个形体假人各重75公斤,按真实飞行状态穿着舱内航天服,服装上安装有生理信号测试盒。
　　“由于神八飞船没有人,不会真的产生心电、呼吸、体温、血压等生理信号,所以我们采用拟人生理信号主机,模拟发出这些信号,考核信号传输链路是否正常,为下一步载人飞行进行验证。”许志说。
　　“我们研制了拟人生理信号主机,模拟产生心电、呼吸、体温、血压等信号,经采集传输后,下传到地面,直至飞船返回。”许志说,在真实飞行中,这四大生理指标密切关系航天员飞行时的身体健康,需要实时监测,供地面医监医生分析。航天员会24小时穿着生理信号测试背心,提取这些生理指标。
　　形体假人穿着的舱内航天服,也是飞船发射、返回和变轨阶段航天员必穿的,危急时可以救命。飞船座舱一旦发生泄漏,压力突然降低,舱内航天服可以立即供氧供气,提供防护。
　　航天服专家刘向阳说,舱内航天服只在飞船中配备,航天员在“天宫”中工作生活不需要穿着舱内服。他还透露,目前正在对女航天员的舱内服进行研究,针对她们的体型特征进行设计,保证服装适体。　　　据新华社