交会对接：突破三大挑战 引导神八追逐“天宫”
新华社北京１１月２日电（记者 赵薇）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。
神舟八号与天宫一号的“亲密接触”，给轨道控制带来的挑战之一是协同难度增大。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，“算出的数据要进行反复验证、会签，才能最终执行”。
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。
轨道控制的另一难点，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。
李勰介绍说，此次中继卫星的加入测控系统，使测控弧段的覆盖更广，所获数据更多，提高了测控精度和轨道预报能力。然而轨道室工作人员比较担心的是空天环境对任务的影响，“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。”
“我们想了一些方法，通过一些数学拟合方式，找到规律，进行一些周期性的补偿。”李勰说，空天监测系统也为轨道控制提供参考，轨道室的工作人员要力求通过“蛛丝马迹”的线索，做好全面及时的应对准备。
“天地通”三大改进助力天地顺畅沟通
新华社北京１１月２日电（记者 赵薇 王玉山）航天人亲切地将“天地通信系统”简称为“天地通”，它不仅能够实现航天员与地面之间的通话和问候，还要完成控制中心、测控站以及航天器之间的信息传输，是这次交会对接的重要的环节，对整个载人航天工程意义重大。
据北京航天飞控中心天地通信系统负责人贾文军介绍，虽然神舟八号与天宫一号进行的是无人交会对接，但天地通信系统依旧按照有人状态进行设置。这次交会对接中，天地通信系统共有三方面重要改进，天地之间的沟通从此更便捷、更顺畅。
太空听音乐 质量高保真
据贾文军介绍，以往天地之间的话音与图像传输，质量都比较低。而这次中继卫星的加入，使得音画质量得到大幅度的提升，航天员甚至可以在太空中享受到来自地面的高保真品质的音乐。
“由于音质较差，以前只能进行通话，不能传送音乐。”贾文军说，中继卫星的应用为天地通信提供了更宽的传输带宽，再加上编码体制的进步，天地间话音质量有了明显提高。
音画传情，天涯咫尺。这一次，天地间的距离拉得更近了。
地面图像首次上天 真正实现“面对面”
作为北京航天飞控中心天地通信系统负责人，贾文军心中一直存有一个遗憾：“神六发射时，聂海胜是在天上过的生日，他能听到女儿唱给自己的生日歌，却看不到女儿的样子。”
而未来登入太空的中国航天员，将不再重复这种遗憾。从神舟八号开始，地面可以向太空发射图像。
可以预见，神舟十号、甚至神舟九号上的航天员，将在遥远的外太空看见家人的笑脸。这，是天地之间真正的“面对面”。
由于神舟八号与天宫一号属无人状态对接，这次地面将传输一副实验图像上行，通过监视器观察太空中能否顺利接收来自地面的影像。
“这是从无到有的一个突破。”贾文军说，传输能力的增强对航天员的太空生活意义重大，“能看到来自地面的图像，与家人实现面对面的沟通，对未来长期在轨生活的航天员来说，无疑是极大的精神动力和心理支持。”
另一个不容忽视的突破是，之前天地间只有一条信道，只能实现一名航天员与地面的对话。而这次信道增加为两条，也就是说，位于天宫与飞船上的航天员，可以在同一时间分别实现与地面的沟通对话。
资源调动更灵活 自动化程度更高
据贾文军介绍，从前的天地通信主要靠专线方式，要专门建立一条信道。这次采用ＩＰ体制，只要在这个方向有一条信道就可实现天地之间的通信，通信资源的调动更灵活了。
除此之外，这次天地通信中心的工作过程也有了很大的改变。
“自动化的程度比以往有很大提升，”贾文军说，飞行器不在测控范围之内的时候，很多仪器设备是关机的，到了测控范围之内，再进行开机的。这是完全靠程序驱动的。
目前，天地通信中心软件自动化程度很高。“活儿干得比原来多，但人比原来更轻松一些。”
为了实现控制的轻松自如，中心人员付出了无数心血和汗水：监控中心重新进行了建设，所有的控制软件都进行了重新编制。
“自动化程度高，对人得要求也高。”贾文军说，中心从神七之后就开始着手准备改进工作，“经过了上百次的研讨，每一次状态，每一个功能，都进行了反复验证”。
数字语音指挥平台降低“忙中出错”风险
新华社北京１１月２日电（记者 赵薇）北京飞控中心高级工程师陈伟玉2日接受新华社记者采访时说，为配合交会对接试验任务，北京飞控中心专门设计、研制了用于多任务、多目标飞控的语音指挥平台，大大降低了“忙中出错”的风险。
“交会对接涉及的参试单位多、分布区域广，任务时间跨度长、组织模式复杂多样，以往的语音指挥系统已不能胜任任务的需要。”陈伟玉说，这套被称为“数字语音指挥平台”的系统，是专门为交会对接等复杂任务设计建造的，它为指挥人员提供了一个基于网络的数字化、高保真指挥平台。
陈伟玉说，为了构建满足交会对接任务需要的系统，她和同事们在5年前就开始了构想和规划。“一切设计，都要充分考虑任务指挥的方便灵活，便于指挥人员操作。凡是不符合这个原则的设计，都必须加以改进，不能拖了交会对接的‘后腿’。”设计中最艰难的部分，是保证系统不仅要满足交会对接这样的复杂任务，还要能够支持多种任务并行使用。
记者在位于飞控大厅后方的控制室中看到，语音指挥平台监控终端的界面色彩丰富又协调，闪动的数据和各种指示灯，清晰地描述着指挥员正在进行指挥调度、方向以及语音沟通的状态。
陈伟玉介绍说，原来的语音指挥系统需要几个人在不同场所进行保障，而现在一个人就可以轻松“搞定”。只需在界面上轻点“情景模式”键，就可以实现不同任务指挥模式的切换，这也是老系统没有的。
“新平台不仅稳定可靠，使用起来也简单方便，完全满足交会对接任务的需求。”陈伟玉说。
