新华社北京１１月２日电（记者孙彦新、赵薇）“交会对接任务，重点在飞控，难点在飞控，关键环节也在飞控。”北京飞控中心主任陈宏敏２日接受新华社记者专访时表示，任务期间将进行多次轨道控制，超过了从神舟一号到神舟七号飞行任务轨道控制次数的总和，“对于北京飞控中心而言，压力可想而知”。

  陈宏敏说，他们正以“决策无失误、指控无遗漏、操作无差错、过程无闪失”的严谨追求，保障交会对接任务顺利完成。

  记者：交会对接任务对飞控中心的工作提出了哪些要求？有哪些考验？

  陈宏敏：对于整个交会对接任务而言，飞控是关键。交会对接任务也对我们的飞控工作提出了新的要求：要做到决策无失误、指控无遗漏、操作无差错、过程无闪失。千军万马不一定能达成目标，要导致任务失败一个人就够了。

  首先是交会对接任务技术的复杂性考验飞控工作。这是我国首次执行交会对接任务，经验为零。与国外花十几年甚至二三十年的时间实现从载人飞行到交会对接技术的跨越相比，我国只用几年时间就已完成，因而每一次技术任务与之前相比，技术状态变化都很显著，技术难度大跨度大，从单目标控制到多目标控制，情况也比较复杂。

  对于主要承担飞行控制任务的北京飞控中心来说，必须要对飞行器的状态很了解，扎实掌握飞行器的控制原理机理，把技术摸清吃透，以达到交会对接任务对飞控的高要求。

  二是交会对接任务的高风险考验飞控工作。载人航天本身就是高风险的工程，航天器更是一个复杂的系统。载人航天工程有八大系统，而各大系统又各有十几个分系统。作为地面飞控中心，要把所有系统的原理都掌握清楚，把控制的机理搞明白，本身就是很不简单的事。除了掌握正常状态的情况外，还要做到有备无患，考虑到所有的异常状态，弄清各种故障模式，以保障任务的成功。针对各种故障模式制订应急对策，故障预案有数百个之多，对飞控中心来讲，也非常大的困难和挑战。因而飞控中心平时的演练，有相当一部分是对故障处置情况做演练。

  飞控中心不仅要控制飞行器，还要对测控网来管理和使用。如何合理配置利用测控资源，如何调度好各个测控站、测控基地，保证其在飞控中心的调度下有机地系统地开展飞控工作，对飞控中心来说也是一种挑战。

  三是交会对接任务对轨道控制的精度要求很高。飞控中心承担的任务是飞行控制，主要是对飞行器的轨道进行计算测量并进行预报。对于交会对接任务来说，轨道控制的间隔很短，控制的次数也很频繁，两个目标飞行器要成功进行交会对接，对轨道控制的精度要非常高。比如，两个飞行器要能够在同一个轨道面，同一个轨道高度，在同一时刻交会对接，横向偏差不能超过１８厘米，这就如同在太空中拿根线穿针眼一样，对控制精度要求非常高，飞控的难度很大。

  首先是建设试验任务的质量体系。通过ＱＳ９０００系列对中心工程质量的认证，来提高中心工作的质量和效率，以及工作的规范化水平。特别是对软件开发以及硬件维护管理的总体方案的论证，都要通过质量体系来管理和控制。

  第二是改造飞行控制的系统。随着第二代飞控系统投入到正常的使用中，飞控中心的自动化程度有很大提高，以前单靠人工来处理监视，现在则改用电脑；以前注入数据、检查、验证、会签等都靠人工，现在已采取了自动比对传递。

  我们还开发了飞控的可视化系统，把飞行器在轨运作时的状态下的飞行事件，通过直观形象的三维动画形式体现出来，给指挥人员专家提供一个直观的生动的判断的平台，通过实时的遥测数据，实现实时驱动。

  中心还采用了监控管理系统，对整个计算机系统的状态进行监视，搜集、管理计算机的运作状况，如果出现不正常的情况，能够及时报警。

  创新手段的采用，提高了系统的自动化水平，某些特定的程度上解决了中心人手不足的问题。

  第三是以前瞻的目光进行人才教育培训。为完成后续的任务，如火星探测等，中心成立了国家重点科研实验室——飞行动力学实验室，设立了博士后工作站，这就为后续的任务工程在攻克关键技术上做了储备，通过关键技术与工程实践相结合的方式培养人才。

  中心也加大了与国际交流的力度，送一些人到国内国外的科研院所，带着课题攻读学位；到其他飞控中心学习参观，参加国际飞控的协作。这为飞控中心未来的发展进行了技术上的储备。

  陈宏敏：是的。北京飞控中心是个庞大而复杂的系统，共有１００余个关键岗位，其软件系统也很复杂，内容涵盖通信、数据处理、轨道控制、发令、定轨、姿态控制等多个方面。

  从１９９６年第一次执行飞控任务开始到２０１０年，近１５年的时间内个人会使用的都是第一代软件。

  随着中国航天事业的发展，飞控中心不仅承担载人航天任务，还承担深空探测任务，因此就需要可实现多任务的软件系统。

  从２０１０年开始，我们启用了第二代软件系统。这一系统可同时执行多种任务，软件在灵活性、模块化程度、可扩展性等方面都有了很大的提高。当然，对这个软件系统的维护和修改，也具有很大难度。

  陈宏敏：首先，一个处于高科技高风险领域的单位，各项准备工作必须是规范的，要靠质量去保证。其次，必须有很好的激励机制，中心人员既能达成目标，又能科研创新。三是必须在飞控、轨道动力学、任务分析等专业岗位上配备过硬技术的人才，中心的工作要靠这些中坚力量去支撑。四是要提高管理上的水准，实现对人员、工程、质量等方面的合理管理，营造良好的氛围，让大家在和谐的环境中工作。

  记者：建设一个世界一流的飞控中心，最核心的问题是什么？

  陈宏敏：我们要致力于软实力的提升。飞控中心要想做到在世界上有名望，在国内同行中受人尊重，一方面要提升飞控中心的技术水平，使其具有交流的价值。另一个重要的方面是，要有几个在这样的领域中具有知名度的专业人士。

  新华社北京１１月2日电（记者赵薇）“测控计算机系统如同人的大脑，交会对接任务中所有信息的交换、处理和存储，都要依靠测控计算机系统来实现。”北京飞控中心指控室副主任王霞说，测控计算机系统在交会对接任务中发挥着至关重要的作用，出现任何一点小问题，都会影响到整个任务成败。

  王霞说：“交会对接任务中产生的数据量非常大，两颗天链卫星的加入，使得计算机平台需处理的数据流量大幅度增加，以前专门使用的前端通信设施已不足以满足测控任务需求，因此在天宫/神八交会对接任务中首次全网大范围使用了IP技术。”

  王霞介绍说，为适应IP技术使用及任务过程中数据量增加的新情况，我们对原有设备做了改造，采用了很多国产化设备，这是一个新的尝试。

  “交会对接任务周期较长，又是多任务模式，这也对地面的监控能力提出了更加高的要求。”王霞说，以前采取定点定人的形式，如今已经没办法靠人来实现系统的管理和维护了。交会对接任务要实现对天宫一号和神舟八号共同的遥测遥控，必须要靠自动化管理，并在系统平台出现一些明显的异常问题通过声光电进行报警，及时加以解决。

  王霞说，天宫/神八交会对接任务中还新加了对外联网系统，这对系统管理提出了更高的要求。“要在第一时间发现流量的变化，察觉到非法数据的攻击，并且发现是谁做的，再提出解决方法。针对对外联网系统的使用，我们自主研发了隔离系统。目前，这一隔离系统在任务当中表现比较平稳，有效保障了网络安全。”

  新华社北京１１月２日电（记者孙彦新、徐壮志、赵薇、李清华）中国首次太空交会对接将于２日深夜至３日凌晨进行。“交会对接，是我国航天史上迄今为止难度最大的一次飞行任务。”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”成了他接受媒体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”，并向新华社记者独家披露了如何逾越这五道关。

  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。

  要想瞄准天宫一号，就得将交会对接的那一刻倒推回来，推算出神八起飞时间。１１月１日零时，北京飞控中心和飞船试验队根据天宫一号最新位置数据，计算出神舟八号发射窗口和发射诸元。

  发射进入倒计时１５分钟时，综合考量发射场风速、火箭起飞重量等数据的最终点火时间才被确定为５时５８分０７秒。而根据天文台授时的自动点火系统，准时点火。

  点火瞄准时多差１秒，飞船到了太空和天宫的轨道面都会产生极大的偏差，轻则消耗大量燃料降低航天器寿命，重则会因燃料不足而无法交会。前苏联１９６８年的一次交会对接，两飞行器相距仅３０厘米时却因燃料耗尽而失败。

  除了点火时间的精确，火箭飞行精度也要提高。这次使用的长征二号Ｆ遥八火箭，飞行时通过实时迭代计算不断修正轨道，创造了我国火箭入轨精度的最新纪录。

  严苛的发射窗口和史上飞得最准的火箭，让神舟八号打出了“十环”的好成绩。“瞄准关”一举突破。

  按生活常识去思考，无论距离多远，加大速度去追就是，又有何难？

  然而，在太空中，飞船追赶天宫的最优方案不是加速，却是不断减速。

  在轨道周期不变的情况下，轨道越低的飞行器飞得越快。正是基于这样的物理原理，飞船追赶天宫的过程，是一个边抬高轨道边降速的过程。

  飞船入轨时，与天宫一号还有约１万公里的距离，而且两者轨道不在同一平面。没有严密的计算和超一流的飞控能力，想在短短不到两天的时间内追上，实非易事。

  为此，北京飞控中心早在２００７年７月开始研发中国新一代飞控软件，经数年攻关于２００９年初启用。这套拥有１１００多万行代码的庞大软件系统，能够对高度关联的多目标同时测控，确保飞船和天宫一号协调配合进行每个动作。

  与此同时，原本测控覆盖率仅有１７％的航天测控网，也因中继卫星和测控站点的增加，将覆盖率提升到７０％。

  从神舟七号任务到神舟八号任务仅仅３年时间，这样大的技术跨度，在其他几个国家十分罕见。

  通过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。

  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，使空间站上的光谱号舱被迫关闭。这次碰撞也加速了和平号空间站失效坠毁的进程。

  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，并在５公里、４００米、１４０米、３０米设立４个停泊点。

  当飞船历尽艰难来到天宫一号身边，相撞成了最危险的事。飞船专门加装了４台反推发动机，提供紧急避让的动力。

  二者相距５公里以外时，如果关掉发动机，则会在各自的轨道上越离越远，不会相撞。一旦进入５公里之内，即使没有一点动力，也可能越飞越近导致相撞。

  因此，４个停泊点就像是轮船入港前的锚地，是重要的可靠性备份措施。走一段停一停，一方面能够避免走得太快发生碰撞，另一方面也提供了处置突发故障的时间。如果在某一阶段出了问题，可以退回上一停泊点，解决后继续按原计划前进。

  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。

  飞船新增的８台平移发动机遍布周身，提供了各个角度和方向的推力。而最关键的，首先是航天器相对位置测量数据的精确，发动机提供的推力才能精确。

  从相距５２公里到实现交会对接，作用距离较远的微波雷达率先工作，进入２０公里后精度较高的激光雷达开始工作，进入１００米时更加精确的ＣＣＤ光学敏感器开始介入。这３台技术方案和性能指标均达国际领先水平的交会对接测量设备，完全由我国自主研制，如果对接成功，将验证我国同时掌握３种世界领先的太空测量技术。

  由于在地面无法完全模拟太空中的阳光强度，为避免强阳光对测量设备的干扰，首次交会对接计划在地球阴影区进行。如果进展顺利，组合体飞行１２天后，第二次试验则会选择在光照区进行，充分验证测量设备的抗干扰能力。

  两个航天器的速度、位置、姿态、偏差等１１个参数满足对接条件后，神舟八号在惯性作用下继续前进，与天宫一号轻轻相触。当感应装置感受到接触，飞船尾部４台发动机随即点火，“捕获”后旋即关机，紧接着，缓冲、校正、拉近、拉紧、锁死等一系列动作就会相继展开，上千个齿轮和轴承同步动作，飞船和天宫用大约１５分钟的时间组成了刚性连接的组合体。

  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。

  对接时锁得太紧，分离时就必然更加困难。对接机构上的１２把结构锁，每个锁的拉力都是数吨级。为保分离采取了４重备份。飞船锁钩自动解锁失效，则由天宫锁钩解锁，如果仍然不行，则先用火工品炸断飞船锁钩，仍然无效，最后的选择就是把天宫的锁钩炸毁，万一发展到这一步，天宫的对接机构永远失效，将无法迎接下一艘飞船。

  锁紧机构依次解开后，两个对称的弹簧提供了初始推力，飞船离天宫慢慢变远，直至撤至安全距离，飞船发动机点火，加速离开。飞船返回舱返回地球后，交会对接试验至此完成。