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空間對(duì)接

手控對(duì)接：高風(fēng)險(xiǎn)的太空工程2011年11月，神舟八號(hào)和天宮一號(hào)的“深情一吻”，標(biāo)志著中國(guó)繼美國(guó)和俄羅斯之后，世界上第三個(gè)完整掌握空間對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。而此次神舟九號(hào)載人飛船將首次實(shí)現(xiàn)與天宮一號(hào)的手動(dòng)對(duì)接。什么是空間交會(huì)對(duì)接？空間交會(huì)對(duì)接是指兩個(gè)航天器在空間軌道上會(huì)合并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)航天站、航天飛機(jī)、太空平臺(tái)和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的空間裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營(yíng)救等在軌道上服務(wù)的先決條件。空間交互對(duì)接大體可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。 [詳細(xì)]為什么我們?nèi)绱诵枰粫?huì)對(duì)接？為了長(zhǎng)期應(yīng)用載人航天技術(shù)，必須建立能在宇宙中長(zhǎng)期駐留的平臺(tái)，其中最常用的是空間站。由于空間站的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可能將所有設(shè)備和人員靠運(yùn)載火箭一次性發(fā)射升空，必須把大型航天器分成多個(gè)模塊，逐步送上去，再通過(guò)交會(huì)對(duì)接，組成大型空間站。因此，交會(huì)對(duì)接成為空間站發(fā)射與維護(hù)的必要步驟。 [詳細(xì)]交會(huì)對(duì)接大體是個(gè)什么樣的過(guò)程？在實(shí)施空間交會(huì)對(duì)接的2個(gè)航天器中，一個(gè)稱目標(biāo)飛行器，一般是空間站或其他大型航天器，作為準(zhǔn)備對(duì)接目標(biāo)，交會(huì)對(duì)接時(shí)保持穩(wěn)定狀態(tài)；另一個(gè)稱追蹤飛行器，一般是地面發(fā)射的宇宙飛船、航天飛機(jī)等，交會(huì)對(duì)接時(shí)要通過(guò)變軌來(lái)追趕目標(biāo)飛行器，實(shí)現(xiàn)兩者的交會(huì)對(duì)接。 [詳細(xì)]中國(guó)水平如何？在突飛猛進(jìn)，但仍然是個(gè)新手迄今為止，全世界共計(jì)進(jìn)行了300多次空間交會(huì)對(duì)接活動(dòng)，但在2011年前只有美國(guó)和蘇聯(lián)/俄羅斯掌握完整的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)。 2011年11月3日凌晨，中國(guó)“天宮1號(hào)”和神舟8號(hào)“深情一吻”成功，中國(guó)成為世界上第三個(gè)完整掌握這一技術(shù)的國(guó)家。 不過(guò)，全面掌握空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的道路還很長(zhǎng)。 [詳細(xì)]動(dòng)態(tài)示意圖自動(dòng)對(duì)接

揭秘交會(huì)對(duì)接過(guò)程：太空中穿針引線交會(huì)對(duì)接實(shí)際上分為交會(huì)和對(duì)接兩個(gè)過(guò)程。

天宮一號(hào)神舟八號(hào)交會(huì)對(duì)接示意圖交會(huì)過(guò)程：毫厘之差便會(huì)相撞 導(dǎo)致前功盡棄“地面導(dǎo)引”：2011年11月2日23時(shí)08分之前的50多個(gè)小時(shí)內(nèi)，神舟八號(hào)飛船歷經(jīng)5次變軌，速度降至與天宮一號(hào)一致，距離降至相距52公里的軌道內(nèi)。“自控階段”：在相距52公里時(shí)，神舟八號(hào)飛船和天宮一號(hào)建立起穩(wěn)定的空空通信，這標(biāo)志著神舟八號(hào)告別了地面的控制與導(dǎo)引，開(kāi)始了對(duì)天宮一號(hào)的自主追尋。“尋找、接近、靠攏”：在這個(gè)階段，飛船將分三個(gè)階段進(jìn)行交會(huì)對(duì)接：其中從52公里到5公里是尋的段，從5公里到140米是接近段，從140米到對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸是平移靠攏段。“對(duì)接前準(zhǔn)備”：400米停泊點(diǎn)，140米停泊點(diǎn)，神八飛船向著天宮一號(hào)開(kāi)始平移靠攏。最后的30米，天宮一號(hào)和神舟八號(hào)在同一軌道上一前一后。 [詳細(xì)]對(duì)接過(guò)程：八步驟僅用十分鐘 但卻步步驚心第一步“相撞”：在慣性作用下，8噸重的神八與8.6噸重的天宮一號(hào)以約0.2米/秒的速度進(jìn)行相撞。第二步“捕獲”：當(dāng)神八主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)上的對(duì)接環(huán)，接到失衡傳感器發(fā)出對(duì)接指令信號(hào)后，6根滾珠絲桿就會(huì)向外推出200多毫米，對(duì)接環(huán)上安裝的3對(duì)捕獲鎖，撞到天宮一號(hào)被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的卡板器，就會(huì)被牢牢卡住。第三步“緩沖”：神八對(duì)接環(huán)受到撞擊后，將通過(guò)一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，聯(lián)向?qū)訖C(jī)構(gòu)上的摩擦自動(dòng)器和電磁阻尼器，分別吸收縱向和橫向撞擊能量，進(jìn)行緩沖。碰撞、捕獲、緩沖共需約60秒。第四步“校正”：當(dāng)神八成功捕獲天宮一號(hào)并實(shí)施緩沖后，神八對(duì)接環(huán)的6根滾珠絲桿繼續(xù)往外推至300毫米，同時(shí)對(duì)兩個(gè)航天器的姿態(tài)、位置和偏差等進(jìn)行強(qiáng)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)間約需80秒。第五步“拉近”：校準(zhǔn)后，神八對(duì)接環(huán)的6根滾珠絲桿緩緩收縮，將兩個(gè)飛行器“拉近”，這一過(guò)程約需240秒。第六步“拉緊”：神八和天宮一號(hào)的對(duì)接面上，分別安裝了6組共12把對(duì)接鎖，每把對(duì)接鎖的拉力達(dá)3噸。當(dāng)兩個(gè)飛行器被拉近后，兩個(gè)對(duì)接面的12把對(duì)接鎖一一相扣。第七步“密封”：兩個(gè)飛行器拉緊后，對(duì)接機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)將帶動(dòng)鋼絲繩系統(tǒng)，將兩個(gè)連接器面上的密封圈壓縮，保持密封。第八步“剛性連接”：通過(guò)對(duì)接鎖使兩個(gè)連接器貼合，實(shí)現(xiàn)“剛性連接”，將兩個(gè)航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。 [詳細(xì)]手動(dòng)對(duì)接

　　自動(dòng)省人力且安全，但須地面和衛(wèi)星支持，花費(fèi)巨大　　手動(dòng)成功率高，但工作時(shí)間長(zhǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大，還會(huì)受到環(huán)境條件限制神九與天宮手動(dòng)交會(huì)對(duì)接是個(gè)什么樣的過(guò)程？　　神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)的手動(dòng)交會(huì)對(duì)接過(guò)程跟自動(dòng)對(duì)接過(guò)程完全相同，只不過(guò)是在最后的對(duì)接過(guò)程中采用人工操作的額方式。 　　第一步“分離”：神舟九號(hào)載人飛船將與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器分離，飛船自動(dòng)撤離至400米左右停泊點(diǎn)。做好與天宮一號(hào)重新交會(huì)對(duì)接準(zhǔn)備。　　第二步“自動(dòng)接近”：停留2分鐘后，采用地面測(cè)控支持下的自動(dòng)交會(huì)接近至120米?！　〉谌健笆謩?dòng)對(duì)接”：航天員在地面授權(quán)下控制交會(huì)對(duì)接過(guò)程，調(diào)整相對(duì)位置和相對(duì)姿態(tài)，通過(guò)操作平移控制手柄實(shí)現(xiàn)對(duì)接。航天員要看著電視圖像，根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如距離、高度、軸線差別、相對(duì)速度等，讓兩個(gè)航天器一點(diǎn)點(diǎn)逼近。 [詳細(xì)]航天員1360次實(shí)驗(yàn)保證手動(dòng)對(duì)接萬(wàn)無(wú)一失　　航天員進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，突出了男航天員的手控交會(huì)對(duì)接訓(xùn)練、應(yīng)急與故障處置訓(xùn)練等訓(xùn)練項(xiàng)目。女航天員突出空間實(shí)驗(yàn)與有效載荷技術(shù)訓(xùn)練以及生活照料等訓(xùn)練項(xiàng)目?！　∧泻教靻T完成了手控交會(huì)對(duì)接操作技能等項(xiàng)目訓(xùn)練，完成了506學(xué)時(shí)1360次手控交會(huì)對(duì)接操作，具備了成功實(shí)施手控交會(huì)對(duì)接的能力。女航天員也已經(jīng)完成了90學(xué)時(shí)130次手控交會(huì)對(duì)接操作，對(duì)控制策略和控制方法有了一定的理解和掌握，具備了輔助正常交會(huì)對(duì)接的能力。[詳細(xì)