太空飛行器對接

簡介

太空飛行器對接是指2個太空飛行器在宇宙空間完成連線、保持連線和分離的操作。隨著航天技術的發展,參加對接的太空飛行器愈來愈複雜,通常都帶有大型撓性附屬檔案,如太陽帆板。

就太空飛行器對接過程中最終逼近段太空飛行器間的相對位置姿態測量而言，現在普遍採用基於CCD相機的計算機視覺測量技術，即目標太空飛行器上安裝數量有限、幾何尺寸及形狀已知的特徵點，在追蹤太空飛行器上安裝CCD相機，通過對特徵點在CCD相機上所成圖像的分析處理得到太空飛行器間的相對位置姿態。

根據使用的CCD相機數量，基於CCD相機的計算機視覺測量技術可以簡單地分為單目視覺法、雙目視覺法、三目視覺法。

空間飛行器的對接是指在完成交會後,兩個飛行器經過接近、接觸、滑動、捕獲和校正,最後緊固聯結成一個複合的飛行器整體的過程。它大致可分為三個階段:

1)接近至首次接觸階段。該階段從交會結束開始到兩個飛行器的對接機構首次接觸時止。

2)滑動與捕獲階段。兩個飛行器上的對接機構相互接觸後,通過導向瓣和捕獲環的滑動以及飛行器的剛體運動,再加上緩衝阻尼器的緩衝作用,使得兩個飛行器的捕獲環間的相對偏差逐漸降低。當相對偏差小於某一允許值時,即認為完成捕獲,該階段結束。

3)捕獲後衰減校正和結構上鎖住階段。在緩衝阻尼器的作用下,兩飛行器的相對運動被抑制,並使兩個飛行器的對接環全面對準,繼而結構鎖使兩飛行器全面緊固。

通常交會結束時,兩飛行器之間總是存在位置和姿態的偏差。當這些偏差在允許的範圍之內時,就構成了對接的初始條件。在一定的對接初始條件下,兩飛行器先是相互接近,接近過程中一旦出現導向瓣之間、捕獲環之間或導向瓣和捕獲環之間的某些點相互接觸,則接近至首次接觸階段結束。

空間電漿與太空飛行器相互作用，會使太空飛行器表面攜帶大量的電荷。由於太空飛行器表面材料和形狀的不同，其不同部位積累電荷不均勻，形成的電位差稱為相對電位。太空飛行器攜帶的電荷相對周圍未受擾動的電漿的電位稱為太空飛行器的絕對電位。

低地球軌道（LEO）太空飛行器的絕對電位對獨立運行的太空飛行器造成的影響不大，但是當兩個太空飛行器對接時，由於兩個太空飛行器的絕對電位不相同而攜帶不等量電荷會造成靜電放電。