subot 发表于 2023-10-31 06:05:10

神十七飞船经过6.5小时飞行对接到空间站,为何要花这么长时间?

我点的外卖可能还没到,神舟十七号就与神舟十六号乘组“太空会师”了,这虽然是快速对接,但是全程还是需要6.5小时,但是你要知道从44个小时缩短到6.5小时,真的不容易,堪称历史的革新。未来,神舟飞船更是有希望像天舟五号那样2小时快速对接,创造世界纪录。

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▲神舟十七号与神舟十六号“太空会师”
熟悉载人航天工程的朋友都知道一句话:“载人航天,人命关天”。正是因为如此,即便是我们掌握了更快的快速对接交会技术,也不会先用在神舟飞船上,而是先在天舟货运飞船上。……
交会对接指的是两个航天器在空间轨道到会合,并在结构上形成一个整体的技术,也是我国载人航天三大关键技术之一。

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▲神舟飞船自主快速交会对接模式
常见的对接方式,要在神舟飞船测算好的“窗口期”内,选好后发射时机,因为飞船和空间站之间还存在角度差和高度差,就有两种交会方式:
第一,稳定轨道追逐法。简单说就是绕圈圈,先调整高度,再调整角度。不断加速绕圈,在这个过程中变更轨道高度,最终飞船与空间站在一个轨道上,距离很近时开始交会。这种办法耗费能量,但是时间较短,通常几个小时。

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▲天舟货运飞船交会对接方式
第二,同椭圆轨道法。这种方法是通过先调整角度,再调整高度,经过多次的调整轨迹,不断地接近空间站。这种方法比较稳定,但是耗费时间较长,通常2-3天。
2011年5月,天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口,整个过程历时约8小时。

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▲神舟十一号与天宫二号交会对接
2011年,“天宫一号”与“神舟八号”第一次用了44个小时实现交会对接,标志着我国是第三个掌握该技术的国家,堪称我国空间技术的重大跨越。没有这项技术,就没有中国空间站的今天。
但是“神八”任务是无人任务,取得成功之后还算不得什么,因此在2012年的“神舟九号”任务中,景海鹏、刘洋、刘旺共同执行的“神舟九号与天宫一号完成自动交会对接工作”十分重要。

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▲神舟九号与天宫一号首次手控交会对接
在这期间,两个航天器既完成了自动交会对接,也完成了手动姿态控制实验,才为我国载人航天器交会对接打下最为坚实的基础。
到了2021年,中国空间站开始建设时,神舟十二号就能实现6.5小时快速对接了。紧接着就是2022年天舟五号2小时快速对接,创造了世界纪录。
因此,我们有理由相信,很快我们的神舟飞船也能实现2小时快速对接,超过俄罗斯联盟号3小时对接的记录。但是为什么还没有这样进行呢?这时候我们肯定耳边会想起钱老的话:“中国人怎么不行啊?外国人能搞的,难道中国人不能搞?中国人比他们矮一截?”

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▲神舟十七号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口
其实,我们知道,这项2小时对接技术我们已经掌握了。具体的技术进步有两大点:
第一,优化交会对接的控制制导策略。也就是将多圈绕飞直接压缩到半圈,多次变轨压缩为2次变轨,这样就能从4个小时节约到1个小时;
第二,近距离自主控制段,减少了多个用以确认飞船状态等的停泊点,相当于直达列车,中间不停靠检查。这里就能从2个多小时节约到1个小时。

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▲神舟十六号乘组航天员静等战友到来
货物没关系,但是对于航天员就是全新的挑战了。记得记者在神舟七号任务圆满成功之后,采访翟志刚时,他就说:咱们的火箭推力真是大,好像有人在我屁股上踢了一脚,人悬起来了,我就知道咱们进入轨道了。
在飞天过程中,航天员最高要承受8个G的压力,过快交会对接就相当于减少中间过程,极速变道、极速超车,航天员们肯定不好受。

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▲神舟十六、十七乘组合影
再加上为了等待中国空间站建设,咱们的第一批、第二批航天员年龄都偏大了,还是要注意他们的感受。

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▲“飙车”这事交给年轻人——第三批航天员
随着第三批航天员已经参与任务,飞天执行任务时都在30岁左右,在技术成熟、试验充分、生理保障得到的情况下,咱们也在太空“飙一把车”,2小时飞入太空。
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