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CERNET第24届学术年会
选择字体:    中国载人航天工程网    发布时间:2011-10-31

详解:航天空间交会对接技术(组图)

  三、什么是航天器交会对接

  航天器交会对接是指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道上交会对接,合并成在结构上连成一体的航天器的过程。1966年3月16日,美国航天员乘坐"双子星座8号"飞船,手动操作交会过程,与无人"阿金纳"目标飞行器对接,实现了两个航天器之间的首次交会对接。1967年10月30日,苏联飞船"宇宙186"与"宇宙188"完成了首次自动交会对接。空间交会对接是载人航天三大基本技术之一,在很多空间活动中都会用到这项技术。例如,可以在近地轨道组装大型空间站,组装飞往月球、火星等外天体的飞行器,可以为空间站运送航天员和物资,可以实现航天器在轨服务、应急救援等。

  四、空间交会与对接技术概述(上)

  空间交会与对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域。

  意义重大

  空间交会与对接是载人航天活动的三大基本技术之一。所谓三大基本技术就是载人航天器的成功发射和航天员安全返回技术、空间出舱活动技术和空间交会对接技术。只有掌握它们,人类才能自由出入太空,更有效地开发宇宙资源。对于国家来说,还能独立、平等地参加国际合作。

  在突破并掌握了载人航天的基本技术之后,宇宙飞船的主要用途就是为空间站和月球基地等接送航天员和物资。在航天领域专家常说的一句话是:“造船为建站,建站为应用。”至今发射的宇宙飞船大多是作为空间站的天地往返交通工具和长期停靠在空间站上的救生艇。为了实现宇宙飞船的运输功能,就必须攻克两项关键技术,那就是宇宙飞船与空间站的空间交会技术与对接技术,主要设备是交会测量系统和对接机构。

  航天器之间的空间交会对接技术很复杂。在国外载人航天活动早期,航天器之间的空间交会对接过程中经常发生故障与事故,即使在1997年,俄罗斯的两个航天器还发生过一次重大的空间交会对接事故——“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站相撞,使“和平”号空间站上的“光谱”号舱被迫关闭,部分氧气泄漏,动力系统也受到影响。

  通过多年的努力,目前美国和苏联/俄罗斯已完全掌握了在地面支持下的载人交会与对接技术。尤其是苏联/俄罗斯在掌握了空间交会与对接技术以后,先后利用飞船的运输能力发展了几代载人空间站,在空间交会与对接等方面一直占据着技术优势。

  虽然起步较晚,但欧洲、日本等国家在空间交会与对接研究方面已取得长足进步,特别是某些单项技术和设备,如地面仿真、对接敏感器等,都取得了惊人的进步。日本曾于1998年通过两颗卫星成功进行了无人交会与对接在轨试验,2009年又用首个H2转移飞行器实现了与国际空间站的交会对接。欧洲也在2008年用首个自动转移飞行器实现了与国际空间站的交会对接。

  技术概述

  在空间交会与对接的两个航天器中,一个称目标航天器,一般是空间站或其他的大型航天器,是准备对接的目标;另一个称追踪航天器,一般是地面发射的宇宙飞船、航天飞机等,是与目标航天器对接的对象。对接对象也可以是太空中失控的或出现故障的航天器。追踪航天器从发射入轨到最后与目标航天器完成刚性连接,整个过程大致可分为地面导引、自动寻的、最后逼近、对接合拢四个阶段。

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