“神舟”飞船实施交会对接示意图 |
“神舟”飞船实施交会对接示意图 |
太空“擒拿”-交会对接
4月9日,在上海举行的何梁何利基金高峰论坛上,上海航天技术研究院研究员李相荣透露,“神舟七号”之后的“神八”将为我国的空间站对接作准备。“神八”工程将先发射目标航天器,然后进行交会对接试验。太空活动中的交会对接,如果要作一个形象化的比喻,则与武术中的擒拿招式相似。擒拿,简单地讲就是一方将另一方“控制住”,交会对接就有这样的含义。
交会对接是在两个航天器之间进行,一个是被动的,称为目标航天器(如空间站,或是指定的航天器),另一个是主动的,称为追踪航天器(如载人飞船,航天飞机)。
交会并不是要求零距离交会,需要进行交会的航天器,通常只要相距在一定距离范围以内(例如300米),就算实现了交会。交会最早是前苏联于1962年8月11日及次日发射的“东方”3号和“东方”4号两艘飞船间进行的,交会距离为6.5千米(与达到交会在300米以内的条件相差甚远)。之后,美国和俄罗斯两国商定用美国的“发现”号航天飞机和“和平”号空间站在太空进行交会。1995年2月3日,“发现”号航天飞机在385千米的轨道上追赶正在运行的“和平”号空间站,这次历史性的交会就此拉开了序幕。2月6日下午,“发现”号终于追上了“和平”号空间站,此时它们尚相距有340千米之遥,转瞬,两艘航天器只相距800米了,航天飞机改为手动控制飞行,此时,两个庞然大物各自都在以2.8万千米每小时的速度高速飞行,它们之间交会的距离正在明显缩小,从800米到50米,最后锁定在11.3~13.4米之间。如此超短距离的太空交会虽仅持续了十几分钟时间,但两国航天员的激动心情难以言表,“发现”号航天飞机的指令长韦瑟比居然透过座舱玻璃看到了“和平”号上的俄罗斯航天员在向自己招手,这真是天外奇遇!将被写进航天历史中。
对接,最早始于1969年1月15日“联盟”4号和5号首次对接成功,对接飞行了4小时35分钟。后美国“阿波罗”飞船与前苏联“联盟”号飞船在1975年7月15日实现了两种型号飞船的对接。1995年6月27日,美国的“亚特兰蒂斯”号航天飞机与“和平”号空间站又实施了对接。此时“和平”号空间站上有3名航天员,为迎接“亚特兰蒂斯”号航天飞机的到来,有2位俄罗斯航天员曾5次太空行走,为的是使对接做到万无一失。6月29日航天飞机追赶上“和平”号空间站,并成功实施了对接,这次对接开创了美俄太空合作的新时期,也为今后建设国际空间站奠定了基础。
对接机构分别装在对接的航天器上,采用“销钉-销孔”形式,中央有一个导引杆。目标航天器是被动对接者,它采用“销孔”。对接时,导引杆使两个对接装置精密对准,引导“销钉”(装在追踪航天器上)插入“销孔”,然后锁紧机构会自动锁紧,对接就此完成。
对接机构还有另一种形式,即由带爪形捕获瓣的捕获环和阻尼系统组成。与“销钉-销孔”对接形式的最大区别是此种对接不分主被动,属双性接口,承载能力也大。近年来又出现了混合式对接机构,吸取前两种对接机构的优点设计而成,结构比较简单、质量也较轻但承载能力很大。
这里需要简单说明的是:交会飞行的一系列控制手段是由地面控制中心完成的。而对接飞行的控制手段不由地面控制中心实施,而是由航天器或航天员来实施,共有三种方式:追踪航天器自动控制、追踪航天器上的航天员人工控制、目标航天器上的航天员遥控。
根据报道,在“神舟”八号载人飞船上将实施交会对接任务。到时“神舟”八号将和先它发射升空的目标航天器在太空交会对接,再一次吹响我国向太空进军的号角!
吴沅
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