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航天飞机对接

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一、航天器在太空中如何对接?

航天器在太空中对接是一项复杂的任务,需要极高的精确度和严密的工程设计。空间站,作为近地轨道上的“太空港”,为航天器提供了停留和补给的场所。自1971年至1982年间,前苏联成功发射了“礼炮号”系列空间站;美国则在1973年发射了“天空实验室”空间站;后续在1986年,前苏联又推出了“和平号”空间站。目前,多国合作的国际空间站正在建设中,这是全球航天史上的一个重大工程,参与国包括美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局的11个成员国。

空间站的建立旨在开展多项科学研究,如生物医学、天体物理和天文观测等,同时还要建立太空工厂。由于这些研究工作需要长期的宇航员驻留,空间站必须定期进行设备维护、给养补给和人员轮换。这些任务通常由航天飞机和宇宙飞船完成,它们需要与空间站进行精确对接。

1995年6月,美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机与俄罗斯“和平号”空间站的对接成功,这是首次在太空中进行的此类操作。对接过程必须缓慢且精确,因为任何快速的接触都可能导致灾难性的碰撞。对接系统由两个圆环组成,上层圆环可以收缩并配备有挂接机械,下层是基座,带有钩子和插销。

对接后,航天飞机和空间站的舱盖在加压空气的作用下打开,宇航员们终于能够会面,握手庆祝对接成功。1995年11月,“阿特兰蒂斯号”再次与“和平号”对接,这次是为了准备建立国际空间站。

1998年12月6日,美国“奋进号”航天飞机携带的“团结舱”与国际空间站俄罗斯的“曙光舱”成功对接,标志着国际空间站第一期建设的完成,形成了其核心部分。

对接后,宇航员完成了两个舱之间电气接头的连接工作,使得电力和数据可以在它们之间传输。1999年5月,“发现号”航天飞机携带七名宇航员和国际空间站对接,运送了大量物资,包括计算机、急救药箱和一台起重机,以支持空间站的组装工作。

二、航天飞机与空间站对接是从低轨道加速和高轨道的空间站对接还是正好相反...

1.航天飞机与空间站的对接通常是在低轨道进行的。

2.在低轨道对接时,航天飞机需要通过发动机加速进入更高的轨道。

3.加速至高轨道是为了确保航天飞机能够与空间站顺利对接。

4.从高轨道减速对接虽然理论上是可行的,但实际上并不可取。

5.空间站的设计使其太阳能电池板主要面向高轨道的一侧,因此从高轨道减速对接可能会损坏这些重要的能源设备。

三、飞船交会对接原理

飞船的空间交会对接技术,是指两个航天器在轨道上相遇并连接成一个整体的过程。这一技术对于建立和维护空间站、进行航天飞机任务、提供太空服务平台,以及实施空间运输系统的装配、回收、补给、维修、宇航员交换和救援等服务至关重要。交会和对接过程分为四个阶段,并可根据宇航员的参与程度和控制系统的智能化水平,分为四种不同的操作模式。

2011年11月3日凌晨,中国成功实施了首次空间交会对接,由神舟八号与天宫一号完成。2012年6月18日,神舟九号再次与天宫一号对接,这是中国首次载人空间交会对接任务,标志着中国成为继俄罗斯和美国之后,全球第三个独立掌握空间交会对接技术的国家。

通常,首先发射追踪航天器,地面控制系统使其在一个稍低于目标航天器轨道的圆形轨道上运行。随后,通过霍曼变轨,追踪航天器进入与目标航天器几乎相同高度的轨道,并与之建立通信连接。接着,追踪航天器调整相对位置和姿态,逐渐接近目标航天器。最终,在两个航天器完全对齐时,完成对接并合拢,结束整个对接过程。

在交会对接过程中,追踪飞行器的飞行可以分为四个阶段:

1.远程导引段:在地面测控系统的支持下,追踪飞行器通过多次变轨机动,进入能够被追踪航天器上的传感器探测到的目标范围内(通常在15至100千米之间)。

2.近程导引段:追踪飞行器使用微波和激光传感器测量与目标飞行器的相对运动参数,自动引导至目标附近的初始瞄准点(通常距离目标飞行器0.5至1千米)。

3.最终逼近段:追踪飞行器首先捕获对接轴,如果对接轴不与轨道飞行方向一致,追踪飞行器需在轨道平面外进行绕飞机动,进入对接走廊。此时,两个飞行器之间的距离约为100米,相对速度在1至3米/秒之间。

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航天飞机对接
发布人:18599129928 发布时间:2024-11-16