火箭怎么对接的

火箭怎么对接的,第1张

火箭不需要交会对接,一般指飞船和航天器。目前比较成熟的对接流程(以航天器空对接为例)如下:

1.火箭发射10多分钟后,飞船被送入Taitai 空。飞船的轨迹近乎圆形,国际站空也是,两者并不相交。可以想象,如果要求立即在轨对接,就意味着两条轨道的轨迹需要完全相切。但是这个难度太大,火箭和飞船发动机的轨道控制精度太高。火箭发射窗口会压缩到只有一秒,早一秒或者晚一秒都不行,风险还是很大的。所以实际情况是两者都保持在圆轨道附近。

国际空站位于400公里高度,飞船在200公里左右高度。照片来自美国宇航局

2.两条轨道的倾角和仰角点相同,但轨道高度不同,所以两条轨道的轨道周期不同。在此期间,位于下方的航天器有足够的时间缓慢精细调整轨道,为对接阶段做准备,地面测控引导其接近100公里的距离;

3.对接之前,其实不是飞船追空站,而是空站追飞船。首先飞船到国际空站轨道稍高前方区域,然后调头,发动机改变方向,减速+精控,等待国际空站“命中”。在此期间,航天器和空站上的近程制导装置将工作,初步瞄准几百米的距离;

宇航员也参与引导两者更接近,来自:美国宇航局

4.当距离小于100米时,飞船与空站并不严格在一个轨道飞行方向,而是已经进入对接走廊,实现绕飞。此时各种光学和雷达设备的制导与姿控轨控发动机的制导更为接近;

5.接近时,只有微推力轨道姿控发动机保持工作,对接前关闭。两者相对对接速度差控制在15cm/s左右,从而实现交会对接过程。机械对接装置硬连接后,可以快速实现管道、电源、数据通道的连接。

6.俄罗斯联盟飞船、美国航天飞机、中国神舟飞船都采用上述方案。载人任务通常在发射后两天对接,效率低,对宇航员/航天员来说很痛苦,但最安全。当然也有快速对接的方案。俄罗斯不断尝试对接6小时(绕轨道4圈)甚至3小时(绕轨道2圈),但风险稍大。通常只有无人货船才会尝试。

一切以安全为先,对接速度只能是妥协。要知道飞船和空站相对于地球的速度高达7.8 km/s,是中国最快高铁速度的80多倍。最终的对接精度需要达到厘米甚至毫米级。这就像两列运行在不同轨道上的高速列车逐渐接近几乎为零的位置。两列高速列车上的人共同协作,完成穿针引线的精度。飞船交会对接比这个例子难多了!

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