新华社北京6月23日电 我国首次手控交会对接任务即将拉开大幕。航天员如何在茫茫太空中，操纵手柄实现飞船和目标飞行器的精准对接？记者近日走进中国航天科技集团五院502所，探访航天员在陆地上手控对接的模拟环境，听专家释疑如何在太空中手工“穿针引线”。
一个不足3平方米大的半球形格子间、三把皮质座椅、三台功能迥异的仪表……据介绍，为了给航天员带来身临其境的感受，502所研制人员把人控模拟座舱的环境模拟得几乎与飞船返回舱环境无异。
进入模拟空间，一下就有了置身浩瀚太空的感觉。
“航天器的空间交会对接是一项航天关键技术，分为自动控制和人工控制两种。根据美、俄交会对接的经验，人控在交会对接的最终逼近与对接过程中发挥着非常重要的作用。”神舟九号飞船GNC分系统主管设计师李志宇告诉记者，在人控对接中，可以充分发挥人发现问题、解决问题的能力，从而提高整个系统的安全可靠性。
记者看到，此次神九飞船上的人控交会对接系统的主要组成包括电视摄像机、靶标、综合电子显示屏、控制手柄等。电视摄像机安装在飞船上，提供从神九飞船上观察天宫一号的图像，并传送到安装在神九飞船上的综合电子显示屏幕上。靶标安装在天宫一号对接机构附近，由一个背景方盘和一个伸出的十字架组成。综合电子显示屏显示电视摄像机观测到的图像，控制手柄主要用于航天员对神九飞船的姿态和位置运动的控制。
李志宇介绍，此次由我国自主研制的人控系统，除了在性能上考虑集成性外，主要在人机功效、控制性能上下工夫。“为了便于航天员操作，手柄设计上有防误操作，航天员不小心碰到手柄不会影响到操作性能。此外，为了便于航天员辨识，手柄经过了特殊设计，航天员即便是戴着手套也能灵敏地感受到操作档位。”
“中间的这个位置是1号航天员，他是人控对接的第一责任人；他的右边是2号航天员，在人控对接过程中，他主要负责相关仪表参数的监视；1号航天员左边的位置是3号航天员。其实，在地面培训中，三位航天员都要接受同样的训练，都具备进行人控对接的能力。”李志宇告诉记者。
据了解，在神九飞船任务中，在140米的停泊点处，飞船将由自控状态切换到人控状态，即飞船将从那时起，交由航天员来进行操控。
如果一切进展顺利，航天员将操控神九飞船向天宫一号靠近，执行我国首次人控交会对接任务。1号航天员通过他眼前的屏幕进行判断，并不时通过他座椅上的手柄来调节飞船的姿态、位置和前进速度，最终以既定的速度逐渐靠近天宫一号，并最终实现完美对接的目的。
在502所研制人员的演示下，记者看到，在飞船停留在140米的停泊点处、由自控切换到人控状态时，飞船的姿态将处于有利于与天宫一号进行对接的状态。
演示人员通过操纵右边的姿态控制手柄，能够对飞船的前行状态、速度进行微调，避免出现较大程度的偏差；相比于姿态控制手柄，左边的平移控制手柄则能够实现对飞船的三轴转动姿态控制，在飞船姿态出现较大偏差时，航天员需要操纵平移控制手柄来调整飞船姿态。
在大屏幕上，记者同时看到标注X、Y、Z的三个参数。在飞船前行过程中，这个参数处于变化状态，X代表远近距离，Y代表左右距离，Z代表上下距离。在飞船前进的过程中，X值越来越小，这意味着飞船距离天宫一号越来越近。在屏幕上，最终要实现十字靶标与摄像机中轴实现重合，当屏幕上的“对接环接触”“对接环捕获”的原点由灰色变成绿色时，意味着对接成功。
记者了解到，其实，从神一飞船开始，作为自控的备份方案，飞船上已经装载人控装置，以供航天员在紧急状态安全返回，而此次神九飞船将人控装置真正从“幕后”拉到了“台前”，手控交会对接也是此次神九飞船上天的最主要任务。
“在上天前，航天员累计接受过上千次的训练，他们本身都是飞行员出身，具备较高的操作能力和过硬的心理素质。平时，他们训练的成绩基本上都能达到厘米级，顺利完成人控交会对接根本不是问题。”设计人员对航天员圆满完成我国首次人控对接任务充满信心。
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