太空飛行器交會對接技術

太空飛行器交會對接技術

太空飛行器交會對接技術即兩個太空飛行器(宇宙飛船、太空梭等)在空間軌道上會合併在結構上連成一個整體的技術。空間交會對接技術是實現空間站的天地往返運輸的需要,是實現多模組空間站太空組裝的需要,也是載人登月的需要,它是一國航天技術實力的一項體現。

基本介紹

  • 中文名:太空飛行器交會對接技術
  • 外文名:spacecraft technique of rendezvous and docking
  • 主要功能:實現兩個太空飛行器在軌道上的對接
  • 最早掌握:美國
  • 用此技術的:神舟8號飛船與天宮1號
  • :神舟9號飛船與天宮1號
交會對接過程,飛行控制與技術發展,

交會對接過程

和平號空間站的運行軌道未395千米高度的圓軌道。每半年發射一艘聯盟TM號飛船與空間站進行交會對接,執行空間站乘員換班任務。交會對接主要程式如下:
  1. 調整初始相位角階段
    在發射聯盟TM號飛船錢,需要用改變和平號空間站 軌道高度和方法來調整初始相位角(拐在計畫的飛船入軌時刻,地心至飛船的方向與地心至空間站方向之間的夾角),使之達到在150°-330°的範圍之內。

  2. 飛船發射端
    在計畫的時刻由運載火箭將飛船發射入軌,飛船的入軌參數是近地點高度最小值為200千米,這地點高度的最大值為240千米。
  3. 飛船的初始飛行段
    從飛船入軌到第一次變軌前為飛船的初始飛行段,在此階段的任務是確定飛船的軌道參數和檢查飛船各系統的工作狀態,確定第一次變軌的速度增量△V1
  4. 遠距離導引段
    遠距離導引段的任務是通過飛行和變軌,將飛船出事飛行段的軌道參數調整到近距離導引段開始點所需的軌道參數。
    在初始相位角為300°的情況下,飛船使用主發動機進行5次變軌(在圖1中提供△V1、△V2、△V3、△V4、△V5之處),達到了滿足飛船的近距離導引段的開始點所需的軌道參數。這幾次變軌的安排是第一組變軌(△V1和△V2)在第3圈~第4圈實施,第2組變軌△V3在第18圈~第19圈實施,第3組變軌(△V4和△V5)在第33圈~第34圈實施。
  5. 近距離導引與逼近段
    在飛船與空間站相聚200千米時,開始測量飛船與空間站的相對距離和相對速度。在飛船與空間站相距400米時,飛船對空間站繞飛,找到應與空間站對接的對接口。剛開始,飛船按理論軌道飛行;進入到雷達的捕獲角之後,飛船有控制地飛行;當達到相對距離150米左右時,飛船對空間站懸停(懸停就是飛船與空間站的相對距離不變);然後,在逼近段,飛船以極低的相對速度向空間站逼近,最後與空間站對接、鎖緊。
太空飛行器交會對接技術

飛行控制與技術發展

交會對接飛行控制,根據控制的主體不同,可分為手控、遙控和自主控制3種方式。手控是以航天員手控操縱飛船,遙控是由地面操縱飛船,自主控制是由飛船的制導、導航和控制分系統來操縱飛船。
1965年12月15日,美國雙子星座6號和7號飛船在航天員參與下,實現了世界上第一次有人太空交會。1968年10月26日,蘇聯聯盟 2號和前3號飛船實現了太空的自動交會。 1975年7月17日,美國阿波羅號和蘇聯聯盟號飛船完成了聯合飛行,實現了從兩個不同發射場發射的太空飛行器的交會對接。1984年4月,挑戰者號太空梭利用交會接近技術,輔以遙控機械臂和航天員的艙外作業,在地球軌道上成功地追蹤、捕獲並修復了已失靈的“太陽峰年觀測衛星”。 1987年 2月8日,蘇聯聯盟-TM2號飛船,與在軌道上運行的和平號空間站實現了自動對接。 1995年6月29日,美國太空梭阿特蘭蒂斯號順利地與太空運行的俄羅斯和平號航天站對接成功。這次對接與20年前美國、前蘇聯飛船對接相比,規模大、時間長,而且合作的項目多。顯然,這次成功的對接活動促進了國際空間站的建立,推動了航天技術的發展。
中國已掌握了太空飛行器交會對接技術。2011年11月神舟8號飛船與天宮1號目標飛行器實現了自動遠距離引導段用遙控器、近距離導引段和逼近段(用自主控制)交會對接,2012年,神舟9號載人飛船與天宮1號目標飛行器實現了手控(遠距離導引段用遙控、近距離導引段用自主控制、逼近段用手控)交會對接。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們