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太空快递哪家强中国文昌找天舟 [复制链接]

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太空快递哪家强?

中国文昌找天舟!

盼望着,盼望着——

燃料停止加注了

发射的时间临近了——

5月29日20时55分,天舟二号终于从海南文昌发射场发射升空,开始了自己的太空征程。

而在5月30日的5:01分,年轻人们还在睡觉,天舟二号已经和天和核心舱对接成功。

啪的一下,很快啊!这就是传说中的自主快速交会对接嘛?

平移靠拢正在接近核心舱

那么,什么是自主快速交会对接呢?它有什么好处呢?

太长不看版

如果航天员想吃海南水果,当天下单,当天送达。

详解版

交会对接

交会对接类似于太空中的追及运动,不过适用的是圆周运动而非直线运动。

学过高中物理的同学们都清楚,航天器在太空中不同轨道的速度是不一样的,离地越近速度越快。

一般来说,发射的航天器先通过霍曼转移调整轨道与相位,到达目标飞行器附近后然后慢慢逼近,最终实现交会对接。

霍曼转移

航天器进行变轨的主要方式

而航天器的交会对接有着不同的控制方式,如手动控制:靠航天员;自动(遥控)控制:靠地面站;自主控制:啥都不靠自己来。

在这些控制方式中,自主性能最高的便是自主控制了。当然并非其他控制方式便是落后的,自动与手动控制互为备份,只有二者都充分掌握,才能保证在太空的安全。因此,神州九号升空后先是进行了自动交会对接,又突破了手控交会对接技术。

年6月24日,神州九号完成了我国首次载人手动交会对接任务

对接速度方面,根据航天器从发射到对接目标飞行器所耗费的时间,将对接分为快速对接与慢速对接。

以俄罗斯进步货运飞船为例,以前的要绕地球飞行34圈花费近两天时间,快速对接只需要六个小时4圈便可以实现。

两者主要差距便在于调整位置的中间过程,最后对接部分对接速度是差不多的,不然是要撞上去的。

快速交会对接前史

事实上,快速对接不是什么新事物。在半个世纪前,甚至快速对接才是主流。因为当时美苏处于太空竞赛之中,自然是连交会对接的速度也要比拼一下了。

无人飞船的最快记录由苏联创造,年4月15日宇宙号在发射后46分钟后实现对接;载人快速对接的记录由美国创造,年9月12日双子座11号在发射后94分钟后实现对接。对比当年的快速对接速度,今天的快速对接简直像是令和废物。

双子座11号飞船

然而,快速对接遇到了麻烦。对于美国来说,由于采用手动为主自动为辅的路线,航天员在升空几个小时内仍然不适应太空环境,出现了恶心呕吐等症状的病症,我们称之为“空间运动病”(晕动症),简单点说就是航天员也晕车了。这种症状过一般两天后就会消失,因此特别是手控交会对接的项目,两天后对接才是最合适的。

宇航员要进行前庭功能选拔

那么采用自动对接的苏联,为什么也逐渐冷落快速对接了呢?因为交会对接失败了会很麻烦。在宇航员可能会出现晕动症的情况下,自动对接就要求更高的可靠性:发射时间、控制精度以及自主控制等都要达到很高的要求。如果对接失败,任务就可能延期甚至失败;而当时的苏联并不能保证每次都能对接成功。在历经了种种打击之后,苏联只能暂时放弃快速对接,采用更稳妥的慢速对接方式。

慢速对接毕竟是权宜之计,特别是对于航天员来说,在拥挤的航天器中呆两天时间实在过于痛苦,特别是即将到达的空间站是那么的宽敞,就更让人难受了。随着技术的发展,航天测控能力与自主控制能力都有了很大提升,快速对接难度大大降低,又重新回到了历史舞台。年,俄罗斯将“进步”M-16M货运飞船发射升空,测试快速对接模式。

“进步”M-16M货运飞船

快速对接有很多好处,比如提升了宇航员的飞行体验,较少的上行在轨时间也减少了可能遇到的危险,毕竟空间站更具有保障能力;对于货运来说,节约的燃料能够加注到空间站中,对于一些有时间要求的货物也能保证安全。当空间站发生重大问题时,地面也能更快的反应实施救援。

神州九号返回舱,实在是太拥挤了

中国的快速对接

年,天舟一号升空,在完成了推进剂加注等一系列任务后,开始进行快速对接实验:通过4圈飞行中的快速变轨逼近天宫二号实验室。9月12日23时58分,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验。这就为今日天舟二号的自主快速对接打下了基础。

以往交会对接,目标飞行器总要到特殊区域进行“等待”;使用自主快速对接之后,无需特别等待,自然也节约了燃料,也减少了对空间站的干预。而且与一般的快速对接对相位有严格要求不同的是,天舟二号增加了“全相位全自主交会对接方案”,不论入轨时与航天器差多少,都可以以最快速度实现对接,不用专门选择发射时间,真正做到了快速反应、随叫随到。

从天舟二号看核心舱

你要悄悄地学会快速对接,然后惊艳所有人

有了快速对接技术后,我们甚至可以说,在轨的航天员如果想吃海南的水果,我们可以在发射前迅速采摘包装送抵达发射场,当天发射当天达,水果的可能比我们作者在水果店买的都要新鲜。

当然,空间站的便利生活不止于此,科研人员还给空间站搭载了较为便利的网络系统,航天员可以通过网络浏览地球的网页。

这一波,你的网友真的在大气层。

END

参考文献

[1]张雪松.老树开新花的快速对接技术[J].太空探索,(09):52-55.

[2]张雪松.细说人类载人航天的“快速交会对接”史[J].卫星与网络,(09):62-65.

[3]巩庆海,宋征宇,吕新广.快速交会对接若干关键技术问题研究[J].航天控制,,32(06):16-21+25.

[4]阳光.年全球航天活动回顾(中)[J].中国航天,(03):14-22.

[5]俄罗斯货运飞船首次测试快速对接模式[J].载人航天,,18(05):37.

[6]伟培.诊断空间运动病[N].中国国门时报,-11-21(T00).

[7]王林杰,张丹,董卫*.航天前、中、后空间运动病研究[J].航天医学与医学工程,(05):-.

[8]国家航天局,天舟一号完成自主快速交会对接试验

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