载人飞船怎么和空间站交会 载人飞船如何与空间站对接

本文章由注册用户 知识杂货铺 上传提供 评论 发布 纠错/删除 版权声明 0
摘要:两个航天器于同一时间、在轨道同一位置、以相同速度和姿态会合并在结构上连为一个整体,被称为交会对接。这是建设中国空间站的关键技术,是实现“1+1=1”的前提,也是航天器在轨运行中最复杂的技术之一。那么载人飞船怎么和空间站交会对接呢?下面会为大家详细介绍。

载人飞船怎么和空间站交会

1入轨与追踪

入轨点,就是将飞船送至与空间站处于同一轨道面、且在其后下方的特定点,则后续飞船按照规划好的变轨策略逐次抬升轨道,即可在预定时间内追上空间站。因此,入轨点是对两飞行器相对关系(高度差与位置差)的设计。不同的相对关系需要采取不同的变轨策略进行追踪,某一特定的相对关系也可以有不同的追踪策略——就相同的追踪距离而言,在更低轨道上的飞行时间占比越大,追踪越快,交会总时长越短。

2、远距离追踪与近距离接近

相距较远时,工程分别对飞船和空间站的轨道进行测定,独立确定各自的轨道,基于此制定变轨策略。其实时轨道可以由地面站进行测定和预测,也可以通过飞行器上的卫星导航数据获得。北斗全球导航的应用,使得精确实时的轨道测定成为可能。距离足够近,两个飞行器能够呼应彼此了,就能通过飞船上安装的测量设备(雷达、光学测量设备等)以及空间站上相应配置的合作目标(应答机、光学靶标等)获得二者间的相对位置和速度。

3偏差修正与约束条件

从火箭发射入轨到两个飞行器追踪接近,步步有序。而在实际飞行中,每一步都可能产生误差。因此,飞行轨道控制规划需要预留轨道修正的时机,根据实际偏差情况进行实时计算、并决定是否实施修正。而所有阶段的测量和计算误差都会转化为轨控参数的误差,并且与变轨执行偏差叠加,体现在轨控后的飞行状态中。


4交会需要停泊点

空间站沿圆轨道飞行。飞船追踪过程中,若通过变轨达到空间站后方同轨道高度的圆轨道上,则两飞行器相对距离和速度保持不变,飞船相对于空间站来说就停泊了。这样的停泊是由轨道规律保证的,即被动安全:只要不做动作,就没有相撞风险。

载人飞船如何与空间站对接

1对接初始条件

交会的终点就是对接的起点。此时,飞船相对于空间站的横向位置与速度、三轴姿态与角速度都尽可能接近零,只有轴向飞行方向保持预先设计的接近速度。工程以这些参数的状态作为对接开始的条件。此条件对于飞行控制系统而言是交会控制目标,对于对接系统则是要适应的初始范围。从系统全局来看,交会终点精度越高越好,而对接机构的容差范围则越大越好,这也是系统设计指标在进行分配时需要留余量的界面。

2、从单航天器到组合体

1)接触、接纳和几何位置校正

交会飞行完成时,飞船和空间站的位置、相对速度、相对姿态、角速度都是一致的,也就是说,对正了。但偏差仍然存在,因此,两个飞行器的对接机构相互接触后,第一件事就是消除初始偏差,让双方的机械装置相互接纳,并且校正相互的位置关系,实现完完全全的“对正”。这个动作,类似拧螺丝钉时先对准螺孔的扶正动作。

2缓冲并消耗碰撞能量

高速飞行的大质量航天器,即使以较小速度相互接触,冲击能量也是相当可观的。飞船和空间站中至少一方需要配置缓冲和耗能装置,减缓冲击过载,耗散或吸收撞击能量。

3机械连接

两个航天器接触的碰撞能量被缓冲、吸收之后,两对接端面被拉近、靠拢,然后通过机械锁系刚性连接为一体。除了要保证足够的连接刚度和承载能力,对于载人航天器,还要实现两航天器间的密封,以保证人员能够通过两个航天器的对接通道往来。与缓冲系统的配置原则类似,飞船一侧通常配置橡胶密封圈,空间站一侧配置金属密封面。

载人飞船为什么要对接空间站

由于科学研究的需要,空间站的尺寸十分巨大。例如,国际空间站由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱、桁架、太阳翼等部分组成,长109米,宽(含翼展)73米,总质量约420吨。无论是什么型号的运载火箭,都不可能一次把数百吨的空间站运送到轨道上,所以只能将各舱段分批发射,然后在太空利用交会对接技术搭建起来。所以交会对接技术是建设空间站的基础。

在其他太空活动中,比如为长期在轨道上运行的空间站运送航天员和提供物资补给,或在轨航天器之间的互访、物资转运或紧急救生等,也要用到交会对接技术。在未来的深空探测等航天活动中,交会对接技术同样是不可或缺的。

航天器的交会对接是指两个航天器在空间轨道上会合,并在结构上连成一个整体的技术,是实现空间站、航天飞机、太空平台和空间运输系统等的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。

网站提醒和声明
本站为注册用户提供信息存储空间服务,非“MAIGOO编辑”、“MAIGOO榜单研究员”、“MAIGOO文章编辑员”上传提供的文章/文字均是注册用户自主发布上传,不代表本站观点,版权归原作者所有,如有侵权、虚假信息、错误信息或任何问题,请及时联系我们,我们将在第一时间删除或更正。 申请删除>> 纠错>> 投诉侵权>> 网页上相关信息的知识产权归网站方所有(包括但不限于文字、图片、图表、著作权、商标权、为用户提供的商业信息等),非经许可不得抄袭或使用。
提交说明: 快速提交发布>> 查看提交帮助>> 注册登录>>
最新评论
相关推荐
宇宙中最恐怖的十大星云 令人恐惧的星云 最诡异的星云盘点
星云是宇宙的重要组成部分,结构多种多样。你知道宇宙中最令人感到恐惧的星云有哪些吗?下文中maigoo小编总结了一份宇宙十大最恐怖星云榜单,其中有沙漏星云、旋镖星云、LDN 43,以及鬼头星云、黑寡妇星云、暗星云Sh2-136、猫眼星云、猫爪星云、倒V状幽灵星云等。这些堪称最诡异的星云,你都了解多少?一起来看看。
宇宙探索 最恐怖 ★★★
366 1
宇宙十大最亮恒星 夜空中最亮的恒星排名 全天最亮恒星前100位
恒星是宇宙中重要的天体。人类赖以生存的地球,就是恒星。恒星的亮度有专门的词汇进行表示,那就是“星等”。你知道宇宙中最亮的恒星是哪一颗吗?下面maigoo小编带来了一份宇宙恒星亮度排名榜单,最亮的十颗恒星分别是天狼星A、老人星、大角星、南门二A、织女星、五车二、参宿七、南河三、水委一等。一起来了解下。
宇宙探索 星球 ★★★
1613 3
航天飞机和宇宙飞船的区别 航天飞机为什么被淘汰
航天飞机是人类历史上的一项伟大创举,它在20多年的时间里承担了许多重要的太空任务。但在2011年,航天飞机任务宣告结束。很多人好奇航天飞机为什么被淘汰,这与其成本、安全性、重量等方面有着重要关系。航天飞机淘汰后,宇宙飞船取而代之,那么航天飞机和宇宙飞船的区别是什么呢?一起来了解一下吧!
天文学专业学什么课程 天文学专业就业前景
天文学是一门古老的科学,自有人类文明史以来,天文学就有重要的地位。天文学专业是一门研究宇宙及其中天体和天体系统的形成、结构与演化的基础科学。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学专业学什么课程?天文学专业就业前景怎么样?下面为大家介绍。
专业 大学
217 1
太空食物有哪些 航天食品的特点介绍
太空食物是指在太空环境下食用的食品,一般都经过特殊工艺加工而成,那么航天员食品有哪些呢?根据场景不同可分为正常飞行时和特殊情况下吃的食品,和日常生活中的食物相比,不管是形态还是内容都大不相同,而且还需要考虑到航天员的喜好,下面和小编来一起看看吧。