神九天宮“百米穿針”如何實現

　　太空中，天宮一號和神舟九號都以每小時2.8萬公里以上的速度運行。在交會對接過程中，即使是一個很小的誤差，也會將飛船拋到離目標飛行器很遠的地方。因此，航天員景海鵬將手控交會對接形象地稱為“百米穿針”。

　　6月24日12時55分，神舟九號成功實現與天宮一號目標飛行器的手動交會對接。激動人心的成功是如何實現的?

　　空間精度誤差不超1毫米

　　“成功交會對接，需要通過天地之間的遙測，高精度定軌，必須知道天宮一號的倉口在哪兒，神舟九號的倉口在哪兒，誤差不超過1毫米。”中國電子科技集團公司研究員級高級工程師陳建民告訴記者。

　　要準確控制這兩個高速動態飛行器的相對位置和相對高度，就好比在太空中打兩個“移動靶”。中國航天員科研訓練中心主任陳善廣表示，航天員左右手需要同時控制平移、姿態兩個手柄對飛船進行6個自由度、12個方向上的動態控制，操控難度較大。

　　時間也非常嚴格。整個測控網，需要把整個時間同步到一個時鐘上。表的精度有多高?“是10的11次方。大約相當于3170年不能差一秒。”陳建民說。

　　“‘神五’飛天時，我們說‘楊利偉駕駛著飛船’，其實并不準確，應該是楊利偉‘乘坐’著飛船。而這次才是真正的‘駕駛’飛船。”陳建民說。

　　“手控交會對接不僅可作為自動交會對接的備份，更能充分發揮人的綜合判斷決策優勢。”陳善廣說，“‘神九’任務中手控交會對接技術的突破，標志著我國完整掌握空間交會對接技術，為空間站建設奠定了重要的技術基礎。”

　　中國載人航天工程總設計師周建平表示：“掌握交會對接技術，空間站的建設指日可待。”

　　地面系統全方位保障

　　飛船在宇宙高速飛行，要求精度極高，地面監測站需要實時對飛船進行測控。

　　陳建民說，“神七”成功發射后，地面站測控設備進行了一次大改造。現在的設備速度更快、測量精度更高，而且一臺計算機可以完成以前9個機柜才能完成的工作。

　　在陳善廣看來，航天員手控交會對接系統是一個典型的“人在環路”的復雜系統。“這個系統涉及空間飛行環境下人的操作認知特性、人機交互、人機界面設計等諸多科學技術問題。”

　　航天員在“駕駛”飛船實施交會對接的過程中掌握的信息，源自神舟九號的測控與通信系統。中國電子科技集團公司科研人員趙曉虎說，這些測控通信設備就像一張密實的蜘蛛網，實現了天與地、指揮中心與各個地面站點以及海上測控站點之間的有效連接和協同控制。

　　“過去，宇航員看不到地面的圖像，而現在，天地之間、各地面站之間的通訊系統實現了網絡化連接。”中國電子科技集團公司高級工程師楊志國說，“神九”任務采用中繼衛星空—空—地傳輸鏈路，大大提高了視頻通話的質量。