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交会对接:太空中的组合方式
送交者: 老新领导[☆★★大明大宋民贵★★☆] 于 2020-02-07 15:41 已读 948 次  

老新领导的个人频道

2017-07-06 08:40
 来源: 科普中国-科学原理一点通   6park.com

宇宙飞船进入太空后,为了能更好地利用卫星,发展太空空间,科学家利用分级火箭,把卫星送入太空,再组装完善。 6park.com

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飞船自动对接

 太空中飞船的交接有哪些仪式? 6park.com

 很多人关注“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”与“天宫一号”的成功交接,并引发为热门话题。对于航天器为什么要在太空中交会对接充满了好奇。 6park.com

当初“阿波罗”飞船上的宇航员和“联盟”飞船宇航员在飞船对接成功后,激动地在太空握手是因为科学研究的需要。对接之后,空间站的尺寸就大了,它由航天员实验舱、居住舱、对接过渡舱、服务舱、太阳翼、桁架等组成。这么重的空间站,不管多少级的运载火箭都不能一次性发射到轨道上,只能分批发射,然后在太空完成交会对接,用各种技术手段搭建起来。这样,建设空间站的基础就是要有交会对接技术。 6park.com

交会对接技术在提供物资补给,运送航天员、轨航天器之间的互访、物资转运或紧急救生中、未来的深空探测都是不能缺少的。 6park.com

在空间轨道上会合后的两个航天器,在空间结构连接成整体的技术,就是航天器的交会对接。是实现航天飞机、太空平台、空间运输系统、空间站、空间装配、回收、补给、航天员交换、维修及营救等不能缺少的条件。 6park.com

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航天器对接

 飞船在太空如何进行交会对接? 6park.com

 空间交会就是两个航天器在太空对接:分目标飞行器和追踪飞行器。在空间准备对接的大型航天器或空间站的目标,是目标飞行器;追踪飞行器是地面发射的航天飞机、宇宙飞船与目标飞行器对接的航天器。相对接成功的“神舟十号”是追踪飞行器,“天宫一号”是目标飞行器。交会对接时,两个航天器主要的困难是,要在以7千米每秒以上的速度运行还要精确控制对接,差一点就会错过或者追尾碰撞,造成不可挽回的损失。 6park.com

太空交会对接可以分四个步骤:远程导引段、近程导引段、最终逼近段和对接停靠段。 6park.com

追踪飞行器在地面测控的支持下,经过若干次变轨机动进入到追踪飞行器上,利用敏感器捕获目标飞行器,目标范围大致在15~100千米。这时的近程导引段、追踪飞行器会启动微波和激光敏感器,获得目标飞行器的运行参数,把目标飞行器自动引导至初始瞄准点,距离是0.5~1千米。追踪飞行器会主动捕获目标飞行器对接轴,进入最终逼近段,对接轴线并不是沿轨道飞行方向,而是让追踪飞行器进入对接走廊,在轨道平面外飞行器要进行绕飞。当两个飞行器相对速度约1~3米秒、距离约100米时,追踪飞行器利用接近敏感器、摄像敏感器测量系统,进一步精确测量两个飞行器的相对速度、距离姿态,启动小发动使之沿对接走廊,向目标逼近。最后的对接停靠段:发动机在对接前关闭,并以0.15~0.18米/秒的停靠速度与目标相撞,最后利用栓-锥式或异体同构周边式对接装置,实现两个飞行器在结构上的硬连接,完成电源线、流体管线、信息传输总线的连接。 6park.com

 

太空飞船交接

 哪些国家实施了太空交会对接? 6park.com

 自20世纪60年代以来,航天器交会对接俄罗斯(苏联)进行的次数最多。俄罗斯加上美国、中国、日本等国共实施了300多次。俄罗斯、中国和美国有完全独立的空间交会对接技术。 6park.com

人类首次载人空间交会对接是,美国航天员阿姆斯特朗和斯科特在1966年3月驾驶“双子星座8号”飞船,与当时经过改装的,火箭第三级无人舱体进行对接。“双子星座号”系列飞船从1964~1966年通过了10次载人飞行和2次无人对接,为多种交会对接方式和技术做出了验证,阿波罗探月活动的顺利进行也是源于这些验证。美国采用手动方式完成航天器的交会对接,主要考虑的是成本经济性、技术的把握性和安全可靠性等诸多因素。 6park.com

俄罗斯(苏联)多采用自动对接技术。第一次无人航天器(完成于1967年)自动交会对接,由至今仍在服役的“联盟”飞船完成的。“进步号”货运飞船和“联盟”已经交会对接任务200多次。 6park.com

交会对接也会发生故障,美国的“阿金纳”与“双子星座9号”对接时发生过故障;“阿波罗14号”在飞往月球过程中,直到第六次试接才获得成功。 6park.com

1997年6月24日,俄罗斯的“进步M-34号”货运飞船脱离了“和平号”空间站对接口,次日该飞船飞回来想进行对接时,制动控制部件竟然失灵了,航天员的指令飞船没有做出响应,撞到了“和平号”的晶体舱上。2010年,俄罗斯的“国际空间站”与“进步M号”货运飞船对接时也以失败告终,改进措施后才获得成功。所以说,太空交接也需要经过试验才能获得成功。

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