登陆注册
7902300000053

第53章 空间飞行器的交会对接

无论是俄罗斯的空间站,还是美国的空间站,它们都不是长时间的单独运行,而是要与其他的飞行器组成一个整体,这就要靠交会对接技术来完成。载人空间站的交会对接可以说是空间站与其他的飞行器连接的唯一方法和手段,而且也是一个基本功。这还是一项极其复杂和要求很高的技术,因此,交会对接在载人航天技术中占有重要的位置。

交会,是指使一个空间飞行器与另一个飞行器在规定的同一时刻、以相同的速度到达空间轨道上的预定位置的过程。说得再通俗一点,就好比两个人要共同完成一件工作,约好在什么时间、什么地点见面一样。对于空间站也是如此,交会只是使它们到了一起,以相同的速度和方向飞行,但是并没有连接在一起。而对接,则是指两个已经交会的空间飞行器通过彼此的专门机构使它们在结构上连接成一体的过程。只有可靠的连接并保证密封,才能打开舱门,才能进行宇航员的换班和物资的交接。可以看出,交会是对接的基础,美、苏/俄都进行了大量的工作和多次的试验才掌握了交会技术。

事实上,交会对接过程是发射一个飞行器与已经在轨道飞行的飞行器如空间站进行交会对接。通常把已经在轨道上飞行的飞行器(比如空间站)称作目标飞行器,而把要与这个飞行器对接的飞行器(比如飞船或者航天飞机)称作对接飞行器。实现两个飞行器的交会对接有很多的步骤和条件限制。

实现两个飞行器的交会,对对接飞行器的发射时刻提出了苛刻的要求,这是因为一个飞行器比如空间站已经在空间围绕地球飞行着。它有固定的轨道和轨道周期,在它围绕地球转动的同时地球也在不停地转动,而要与它进行交会的飞行器是从地球上发射,当它竖立在发射台上时就与地球一起转动。发射后,它要逐渐接近和赶上空间站也就是目标飞行器。那么,什么时间发射、发射后要按什么轨道飞行它们才能在规定的时间、地点会合,这就不是随意的了。因此,什么时间发射就有了严格的限制,发射后它们之间的位置关系就确定了。

许多人认为航天器在交会对接时很危险,因为它们飞行的速度极快,在这样的高速之下对接航天器当然是件很危险的事。其实并非如此,航天器的高速度是它的绝对时速,这不会给对接造成任何危险,只有航天器与它所要对接的目标之间存在相对速度才有可能造成危险。而交会工作的任务之一就是让两个飞行器以相同速度飞行,也就是使它们的相对速度几乎为零,所以,只要相对速度掌握好,对接准确,即使它们的飞行速度再快也没有危险。

交会对接是个复杂的过程。概括起来,可以把它分成以下几个阶段:

阶段一:远距离引导

飞船发射入轨后与空间站在太空的相对位置就确定了,而它们的距离却相距很远,而且不在同一个轨道上飞行。因此,第一个工作就是远距离的引导,这主要靠地面的测控站与飞船上的测控系统配合进行。首先,修正由于火箭的制导精度给飞船带来的各种误差;然后,飞船在一定的位置加速使它从发射时的椭圆轨道进入一个更高的圆形的轨道,引导飞船不断地加速变轨,使它们之间的相对位置满足进行交会的最佳要求。并且不断向空间站靠拢,使两者的距离在100千米左右的范围内。

阶段二:近距离引导

在这个阶段中,飞船及空间站上都装有各种无线电交会雷达设备及光学设备,并且在相互的作用范围内彼此看得见,依靠这些交会设备使飞船能够发现目标即空间站,并且加速跟踪它和逐渐地接近它,此时它们之间的距离已经越来越近了,近到在500米的范围内。

阶段三:停靠阶段

当两个飞行器的距离逐渐接近在100~300米以内时,飞船以15~3米/秒的相对速度进入停靠阶段。此时的飞船相对于空间站而言,可能有位置和角度的偏差。因此,要进行上下左右的平移控制和角度的调整,并慢慢地向前靠,当到达大约100米的距离内飞船停止前进,此时两个飞行器的相对速度为零,一个在前,一个在后,一起在轨道上飞行。

阶段四:壮观的对接时刻

此时它们之间的距离是如此之近,最后的关键时刻到了,两个飞行器在雷达和瞄准器的作用下慢慢地靠近,再靠近,最终相遇。当两个飞行器的对接机构接触后,对接机构的锁紧装置把它们拉住并逐渐地收拢锁紧,两个飞行器的对接面达到密封的程度,使两个飞行器紧紧地连接在一起了。

事实证明,这个对接的过程是相当复杂和必须十分精确小心的。这是因为不光是两个飞行器到达一起就行了,在两个飞行器的对接面上有多个电缆的插头、插座,每一个插头上又有几十个插针、插孔,还有气体、液体的连接管路,都要一个不错地连接好。全部连接好之后的飞船和空间站已经联成一体,共同在轨道上飞行。然后,宇航员打开舱门,飞船上的宇航员进入空间站,而空间站的宇航员进入飞船,并把空间站上已经经过试验的装置装在飞船上,把飞船上从地面带上去的物品及新的试验装置送上空间站,进行交接和换班。

所以说,交会对接是一项极其复杂的技术,为了掌握交会对接技术,俄罗斯自家的空间站之间,飞船与空间站之间进行过多次试验,美国人同样如此,俄罗斯和美国也做过联合飞行,完成交会对接任务。

当空间站上的返回部分如对接后的飞船或其他的返回飞行器需要返回地面时,要控制的内容就更多了。首先要实现返回飞行器与空间站本体的分离。为了使它能够进入返回轨道,要使它转过一个特定的角度,然后发动机工作,使它脱离运行轨道,进入返回轨道方向。

在返回舱的返回过程中,仍然需要控制,使它按规定的姿态飞行,像“联盟”号飞船要保持大头朝前的飞行姿态,而且在返回过程中还要不断地控制其摆动,目的是调整它的落点,准确着陆。而航天飞机的返回仍然需要控制它的位置。要了解掌握它的工作状态,必要的时候要对它发一些命令,完成一些临时的任务。

同类推荐
  • 化学常识速读(速读直通车)

    化学常识速读(速读直通车)

    本书基于向青少年们介绍化学常识的基础,将古往今来无数中外化学家的化学科学研究和实践的成就汇集在一起。并且分别介绍了许多科学家的优秀品质和他们对事业实事求是的科学态度、严谨的学风。同时,还介绍了化学在生活中的实际运用,体现出化学对工农业生产、国防和科学技术现代化以及人们的衣、食、住、行的重要意义。
  • 现代生活百科

    现代生活百科

    本书分门别类介绍生活中的百科知识。在阅读的同时你不仅可以了解到日常生活中的知识信息,还可以掌握到什么是个人素质修养,甚至可以通过本书丰富完善人生。
  • 治理环境:生态环境改善

    治理环境:生态环境改善

    环境保护提示丛书全面而翔实地对环境的现状进行“扫描”,介绍了陆地、天空、海洋等环境河津的现实情况,阐述了环境污染对人类社会造成的危害,以引起人们的警觉,提高人们的环保意识。对生态工业(零排放)、生态农业、城市的垂直绿化等环境的治理与保护,提出了“绿色思路”,侧重环境行为的规范。尤其是“环保能生财”、“生态工业与循环经济”等章节,给人启迪和智慧。
  • 五千年中外名人之谜全集(中国卷)

    五千年中外名人之谜全集(中国卷)

    中国是一个孕育浓烈神秘色彩,深厚文化底蕴的古老的国家,千百年来,那些曾显赫一时,呼风唤雨的名人在华夏大地上演一了一幕幕惊心动魄的故事,同时也留下了许多令人匪夷所思的不解之谜。本书力求再现历史原貌,揭秘名人疑案背后的真相,使读者能够更清晰、更全面地了解五千年来中国名人的真实与传奇的故事,在满足读者好奇心的同时,增长对中国历史文化的了解和激发进一步探索历史名人谜团的兴趣。
  • 科学与海洋(海洋与科技探索之旅)

    科学与海洋(海洋与科技探索之旅)

    地球表面的70%被海洋所覆盖。故而海洋作为地球水圈的重要组成部分,同大气圈、岩石圈以及生物圈相互依存,相互作用,成为控制地球表面的环境和生命特征的一个基本环节。对于海洋,虽然我们的肉眼可以看到它的广阔,却无法看到其深层的东西,而海洋的内部则包罗万象,充满着神秘的色彩。《科学与海洋》教我们利用科学来探索海洋,从科学的角度领略海洋的神秘风光。
热门推荐
  • tfboys之霸道总裁遇上女神

    tfboys之霸道总裁遇上女神

    tfboys遇上我们优秀的公主们所经历的的种种事情,关系到豪门以及娱乐圈,看我们的boy们如何应对作者学生党更新的慢,请大家多多见谅
  • 萌萌仙宠仙君爱

    萌萌仙宠仙君爱

    【全面修改中】谁说仙君是禁欲派,我看一点都不像;谁说仙君冷冷不近人情,天天有用不完的精力;谁说仙君话很少,他天天的话说到半夜都说不完。我只对别人是禁欲派,我只对你专一,我的话只是害怕有一天我不见了,你会忘记我而让你想起,曾有个人真心对你。我曾追你追的那么辛苦,想让我回心转意,去跪搓衣板去!
  • 每天学点中国史

    每天学点中国史

    本书根据青少年朋友的兴趣爱好,为青少年朋友们精挑细选的。本书用简洁流畅的文字把中国的历史从史前到近代合理地划分为多个时期,分别提纲挈领地介绍了每个时期的历史人物、历史事件、历史名词,让读者一目了然,在短时间内就能了解诸多历史知识。
  • 冰焰

    冰焰

    冰、林焰、达奚汐、夏侯涵美、隰玚……两群异间少年,在HappyFairyCountry邂逅后,会演绎怎样的一段蓝色青春?友谊随着成长,会迸发出怎样的光芒?……
  • 山海封神榜

    山海封神榜

    通天教主再立地水风火!缔造一个新世界,发动雪耻的第二次封神大战。鸿钧紫霄令下,凡人孙一穿越!作为圣人指定的棋子,他的使命就是听命棋手,将面目全非的山海·封神纳入历史的轨迹。这是波澜壮阔的封神年代,这是奇幻瑰丽的山海世界。既然闯入全新的梦境,身已穿越,无法回头,何不抛开曾经的回忆,拥抱天空,绽放光芒。我的神话,由我撰写!上帝操纵棋手棋手摆布棋子上帝背后,又有哪位神祗设下尘埃、时光、梦境和苦痛的羁绊?
  • 白衣侠女之嬗变奇谋

    白衣侠女之嬗变奇谋

    一个夜入狄府的白衣女刺客,隶属于一个身份诡谲的杀手组织。对战元芳后竟然一反常态,自去武功,坦白卧底。狄公,元芳,如燕,各种怀疑,各种尔虞我诈,逢场作戏。到底何为真,何为假?假面背后隐藏的是什么惊天秘密。连环大案狄芳组合能否顺利勘破?一切尽在本书——'嬗'变奇谋。神剧粉,同人粉,狄迷、芳迷、燕迷,速速入坑!
  • 聚宝戒

    聚宝戒

    张扬回顾一生,他最大的失败就是在各个领域都太成功,最大的烦恼就是女人太多,最大的苦恼是钱多的数不完,最难过的是碰不到一个对手。QQ群:116155143
  • 命里注定来寻你

    命里注定来寻你

    一段情缘将二十一世纪的她带入相隔几个世纪的古代——明朝,在那里她觅得了今生的至爱,身份的悬殊使她离开了他。二十一世纪的女性是有思想的,哪里甘于做爱情的逃兵,经过曲折的过程,两人许下爱的誓言,过着幸福美满的生活!
  • 天狼皇朝

    天狼皇朝

    当书写天元的大旗碾过,无论高高在上的仙,还是罪恶滔天的魔都将臣服!“若天敢与朕为敌!朕要这天都被毁灭!”
  • 查理九世之魅影天空城

    查理九世之魅影天空城

    [异地寻踪之旅]小伙伴们收到了几张神秘的邀请函,奇迹般的来到了美丽的天空之城——那里有着美丽的花海,到处香气扑鼻,但是美丽的背后谁能想象竟是如此的丑陋。天空之城上,竟然遇见了加入幽火灭世组织的唐晓翼?!到底发生了什么?千年之约,千年之前,真正的答案马上浮出水面,一切就将扭转乾坤……