神九飛船即將再次撤離天宮一號目標飛行器，而后實施手控交會對接。為什么在自動對接成功后還要驗證手控？手控交會有何難點？如何應對？專家為我們做出詳細解答。

為什么要進行手控交會對接？

神舟八號與天宮一號浪漫的太空之舞實現了中國首次自動交會對接。這一次，神九飛船將實現與天宮一號目標飛行器的手控交會對接。

既然以自動方式可以順利完成飛行器的太空對接，為什么還要讓神九進行手控對接？載人航天工程總設計師周建平說，從世界載人航天的發展來看，交會對接應該涵蓋自動和人工兩個方面，二者互為備份，缺一不可。只有自動和人工技術都得到驗證，才是實現了完整的交會對接。

從世界范圍看，世界各國交會對接情況各有千秋。美國航天飛機的交會對接主要是手控，自動是備份。而前蘇聯飛船的交會對接則以自動為主，手控作為備份。

人的靈活反應和主觀能動性，也給太空中的復雜動作增加了安全系數。自動對接是一種程序控制，響應迅速、控制精準，但是，一旦出現策略方案外的情況，自動系統就顯得“無能為力”。“在處置意外狀況的時候，人腦比電腦更可靠。”飛船系統總指揮何宇說。

在１８日進行的神舟九號與天宮一號的載人自動交會對接中，飛船手動控制系統首次加電，為自動對接提供備份。一旦自動交會對接過程中出現異常情況，航天員將實施手動對接或撤離。這次對接十分順利，未啟用手控方案。

手控交會對接，也是對國產對接機構的進一步驗證。目前飛船與天宮上的對接機構，是中國目前為止最復雜的空間機構。經過此前交會對接驗證，其方案和產品可靠性都能夠滿足任務要求。這一次，神九和天宮一號將進一步驗證國產對接機構的可靠性和安全性。

手控究竟難在哪兒？

據周建平介紹，實施手控交會對接時，３名航天員返回飛船返回艙。隨后，飛船自主撤離至距天宮一號４００米處，再自主接近目標飛行器，在１２０米停泊點轉由航天員手動控制，完成交會對接。

周建平說，與以往飛行任務相比，神舟九號飛行難度和復雜程度大幅增加。對接過程中，航天員要準確判斷兩個航天器的相對位置，通過姿態和平移兩個手柄，控制飛船姿態、前進速度和方向，對眼手協調性、操作精細性和心理素質要求極高。

中國航天員科研訓練中心副主任白延強說，手控交會對接實際上是把兩個高速飛行器對接起來，使其成為一個組合體。“神九飛船和天宮實驗室飛行速度每小時超過上萬公里，重量在８噸到９噸，對接時候要求接近的相對速度是０．２米／秒，角度偏差１°之內，橫向偏差在０．２米到０．３米。”白延強說，這就要求在對接過程中，嚴格控制高速飛行器的誤差。

“這就像天宮上有個靶子，對接就是要像槍一樣打中瞄準心。”白延強說，對接很容易出現三種偏差，“一是左右上下的俯仰偏差；二是位置偏差；三是發生了旋轉，產生了姿態的偏離。”因此，要求航天員對這六個自由度的偏離有很好的把握。

何宇做了這樣的比喻：“神舟七號航天員還是在‘坐飛船’，從發射到返回都采用自動控制，不需要人手動干預。而神舟九號進行人控交會對接，對航天員來說就已經是在‘開飛船’了。航天員要掌握飛船姿態和軌道的控制權，就如同我們開車，既要控制方向，又要控制速度。”

手控交會對接帶來的另一個難點是，航天員在地面的訓練雖然是仿真的，但地面環境與太空畢竟不是百分之百相同。“這就要求宇航員對天地差異有一個正確的認識。”白延強說，“要達到正確的認識，就要靠千百次的訓練。”

如何確保手控對接成功？

航天員系統總指揮、中國航天員科研訓練中心主任陳善廣說，為了順利完成交會對接任務，航天員系統開展了前期的科學研究，驗證交會對接控制的模式、機構、界面是否符合人的心理、生理認知特點，根據驗證結果為工程研制適合航天員的交會對接工程系統提出了要求。同時，研制了手控交會對接的模擬設備，還專門研制了單項的訓練模擬器，并對現有的全任務訓練模擬器進行了增補和改進。

航天員選拔訓練研究室主任吳斌說，航天員的手控交會對接訓練細分為多個科目，訓練從難、從嚴。科目設置考慮到陽照區、陰影區、有參數、無參數等多種狀況，模擬了可能發生的４０多種故障，同時在訓練中也隨機設置故障和偏差，給航天員增加噪聲等干擾。

“設置各種情況，主要是為了從實踐出發，使航天員無論處在什么樣的狀態，都能實現對接。”吳斌說。

為使手控交會對接萬無一失，航天員在地面進行了上千次的訓練。“手控交會對接的精度甚至比工程給定值還要精確。”吳斌說，“負責交會對接任務的劉旺，訓練已經達到１５００次。在儀表沒有數據的情況下，他僅靠光學顯示就能夠操作。”

何宇說，系統對飛船的適應性和可操作性進行了驗證。部分技術人員作為實驗“樣本”，在地面模擬器上進行了測試。飛船針對載人交會對接形成了多種預案，確保飛船出現任何問題，都能及時、安全地退回。此外，飛船系統還專門組織了一支隊伍，作為“地面支持崗”，陪同航天員進行交會對接訓練。

“這有些像汽車駕駛的‘陪練’，及時提醒航天員的操作、駕駛習慣。”何宇說，“交會對接充滿風險，要保證飛行器的安全，更要保證航天員的生命安全。”

來源：新華網 編輯：鄧京荊