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空间交会对接技术

2009-09-15 09:24:39

  

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航天飞机与国际空间站交会对接示意图

        空间交会对接是两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术,它是实现航天站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件。

  交会对接过程分4个阶段:地面导引,自动寻的,最后接近和停靠,对接合拢。在导引阶段,追踪航天器在地面控制中心的操纵下,经过若干次变轨机动,深圳新闻资讯 ,进入到追踪航天器上的敏感器能捕获目标航天器的范围(一般为15~100千米)。在自动寻的阶段,追踪航天器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标航天器的相对运动参数,自动引导到目标航天器附近的初始瞄准点(距目标航天器0.5~1千米),由此开始最后接近和停靠。追踪航天器首先要捕获目标的对接轴,当对接轴线不沿轨道飞行方向时,要求追踪航天器在轨道平面外进行绕飞机动,以进入对接走廊,此时两个航天器之间的距离约100米,相对速度约3~1米/秒。追踪航天器利用由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统精确测量两个航天器的距离、相对速度和姿态,同时启动小发动机进行机动,使之沿对接走廊向目标最后逼近。在对接合拢前关闭发动机,以0.15~0.18米/秒的停靠速度与目标相撞,最后利用栓一锥或异体同构周边对接装置的抓手、缓冲器、传力机构和锁紧机构使两个航天器在结构上实现硬连接,完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。

  交会对接飞行操作,根据航天员介入的程度和智能控制水平可分为手控、遥控和自主3种方式。

  1965年12月15日,美国“双子星座”6号和7号飞船在航天员参与下,实现了世界上第一次有人空间交会。1968年10月26日,苏联“联盟” 2号和3号飞船实现了空间的自动交会。 1975年7月17日,美国“阿波罗”号和苏联“联盟”号飞船完成了联合飞行,实现了从两个不同发射场发射的航天器的交会对接。1984年4月,“挑战者”号航天飞机利用交会接近技术,辅以遥控机械臂和航天员的舱外作业,在地球轨道上成功地追踪、捕获并修复了已失灵的“太阳峰年观测卫星”。1987年 2月8日,苏联“联盟-TM2”号飞船,与在轨道上运行的“和平”号航天站实现了自动对接。 1995年6月29日,美国航天飞机“阿特兰蒂斯”号顺利地与空间运行的俄罗斯“和平”号航天站对接成功。这次对接与20年前美、苏联飞船对接相比,规模大、时间长,而且合作的项目多。显然,这次成功的对接活动促进了国际航天站的建立,推动了航天技术的发展。

 

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