7分鐘的完美對接 16年的拼搏奮斗：中國空間交會對接機構的研制過程

□ 新華社記者 張建松

11月14日，神舟八號飛船與天宮一號第二次對接成功。這是北京航天飛行控制中心內的畫面

浩瀚蒼穹，璀璨群星，共同見證了神舟八號和天宮一號在太空的精彩對接。北京時間11月3日1時28分，神舟八號上的對接環觸到天宮一號對接機構；1時36分，兩個航天器成功對接。

為了這7分多鐘的完美一瞬，各研制單位參與奮斗了16年之久。

精密復雜的對接機構

空間交會對接是載人航天最光輝的技術亮點。沒有兩個飛行器之間的對接，人類就無法長期在太空進行活動。

1994年，我國開始啟動對接機構預研工作，決定瞄準國際先進水平，采用“導向板內翻式的異體同構周邊式構型”，以實現對接機構研制的跨越式發展。上海航天技術研究院研制隊伍從1995年開始對接技術原理研究。

兩個航天器在繞地軌道上飛行速度達每秒7.9千米，進入行星軌道速度更高，在太空中處于失重、真空狀態，在高低溫的環境下，還有強烈的輻射和宇宙射線侵入。因此，要讓這兩個“龐然大物”在太空對接起來絕非易事，許多問題都是我國航天界以前從未遇到過的。

研制團隊列出了對接機構四大關鍵技術：系統集成技術、動力學仿真技術、關鍵單機研制技術和地面試驗技術。遵循對接動力學研究、參數設計、動力學仿真、機構設計和試驗齊頭并進、不斷循環迭代的研究思路，貫徹系統工程研究思想進行產品研制。

經過不懈努力、刻苦攻關，對接機構的第一臺原理樣機于1999年成功問世。為了使樣機達到空間對接任務所要求的性能指標，必須對所有關鍵零部件的性能進行研究，這些零部件包括主驅動組合、差動組合、捕獲鎖、對接鎖、摩擦制動器、電磁阻尼器、彈簧機構、電連接機構、密封技術、潤滑技術等。針對關鍵部件，上海航天技術研究院805所牽頭匯集全國多家單位，逐個攻克技術難關，帶動了國內相關專業的自主創新及發展。

安裝在神舟八號和天宮一號上的對接機構共有118個傳感器進行測量，5個控制器接發指令，上千個齒輪軸承進行力和運動的傳遞，通過18個電機和電磁拖動機構進行動作，由數以萬計的零件和緊固件組成。活動部件多，傳動鏈長，精度要求高，目前已成功申報了20多項專利。

自主創新的仿真先行

為了確保兩個航天器在太空成功對接，在“上天”之前必須在地面上開展大量試驗。

眾所周知，地面與太空的環境條件有著天壤之別。要在地面模擬太空對接過程，必須在地面模擬太空環境，模擬兩個飛行器對接的初始條件，同時實時檢測對接過程力和位姿的變化。

上海航天技術研究院本著“仿真先行”思想，在樣機研制之前，首先完成了一整輪的對接過程動力學分析，用以指導產品設計。仿真與試驗在整個對接機構研制過程中，呈現“你中有我、我中有你”的循環迭代過程。

對接機構地面試驗系統牽涉到復雜的地面模擬技術，其中許多方法需要創新思維巧妙構思，許多試驗設備只能自行研制、自主創新。由805所牽頭，匯集國內多家單位，成功研制開發了空間對接機構緩沖試驗臺、空間對接機構綜合試驗臺、空間對接機構整機特性測試臺、空間對接機構熱真空試驗臺4個大型試驗設備，一舉使我國太空對接的地面模擬技術躋身世界一流，創造了“外國有的我們有、外國沒有的我們也有”的試驗條件，使國外同行刮目相看。

上海航天技術研究院工作人員調試對接機構

16年的研制之路充滿著艱辛與坎坷。2006年，方案樣機總裝完成，開始試驗驗證，但在試驗過程中卻出現了緩沖碰撞力超差和分離角速度超差問題，這兩項指標是對接任務中的重要性能指標。上海航天技術研究院領導對此高度重視，專門組織攻關隊伍進行專題攻關，運用仿真、理論計算、故障樹分析等手段確定了對碰撞力、分離角速度敏感的因素，進行了上千次的驗證試驗；采用創新思維，研制了不少輔助設備協助解決問題。經過近一年的努力，兩個技術指標超差問題終于得到解決，相關攻關成果還申請了專利。

中國對接機構測試廠房

老中青結合的團隊

任何一次對高難技術的攻克過程也是一支研制隊伍的成長過程。

上海航天技術研究院早期的對接機構預研小組只有6人，他們用生命中最寶貴的10年，奠定了對接機構堅實基礎。隨著事業的召喚，一大批年輕人加入到對接機構的研制隊伍中來。如今，上海航天技術研究院執行首次交會對接任務的兩支試驗隊近250人，其中40歲以下青年人有164人，占到總人數的66%，平均年齡36.84歲。

歲月因平凡而偉大，事業因執著而非凡。將畢生精力都奉獻給航天事業的陶建中研究員退休后仍然奮戰在對接機構研制一線，帶領空間對接機構綜合試驗臺研制團隊的年輕人，克服技術要求高、研制周期緊、關緊技術多等重重困難，在兩年半時間內，攻克了運動模擬器、大回路控制系統等技術難關，順利完成了綜合臺研制并交付使用，為對接機構突破捕獲緩沖關鍵技術作出了重要貢獻。

對接機構分系統主任設計師柏合民博士作為引進的高學歷人才，帶領對接機構設計師隊伍，用了一年多時間，開展了三輪對接機構分離角速度技術攻關，進行了幾百次試驗，吃透技術、摸清規律，終于實現對接機構連接分離關鍵技術高指標的要求。

上海航天技術研究院試驗隊隊長駱劍說：“16年的研制歲月，我們與對接機構一起度過了無數個不眠之夜，在戰勝無數個困難和挫折的過程中，我們和對接機構一起成長、一起成熟，我們已經成為朋友、成為兄弟、成為心心相印的親人，我們祝福它的太空之旅一帆風順！”