“太空快递”怎样发？最全发货流程！｜Young望星空追星逐梦

liukang20241天前热心吃瓜166

不知不觉中，韶光的脚步现已来到2023年的门前。回忆刚刚度过的三百多个昼夜，彷佛是一个个台阶，每一步都记录着我国航天的开展。在元旦佳节行将到来之际，咱们为广大读者预备了科学韶光趴第9季“Young望星空追星逐梦”科普跨年活动，请咱们和咱们一同，进行一场激动人心的追星逐梦之旅吧！

审稿专家：赵良玉

北京理工大学宇航学院飞控系副教授

2022年11月30日，神舟十五号乘组与神舟十四号乘组在太空顺畅“会师”，完成了6名航天员一起在轨的新打破，完成了我国航天员初次“太空换班”。

神十四神十五乘组太空合影

来历｜CCTV

航天员们在太空中日子作业的全部所需都是从地球运输到空间站，那么，每次的“太空快递”货运飞船是怎么准确找到空间站的地址，送货上门的呢？

这项技能称为航天器交会对接技能，它是将两个航天器在空间轨迹上会兼并在结构上衔接成一个全体的技能。它是完成地球与空间站之间往返运输、多模块空间站拼装以及未来登月活动的重要技能支撑。

摸清轨迹规则

大部分航天器（卫星、空间站等）都环绕地球、沿着固定的轨迹飞翔，轨迹类型有圆轨迹、椭圆轨迹等。咱们的空间站飞翔轨迹为圆轨迹，环绕地球做近似匀速圆周运动。想要让航天器成功对接，就需求了解轨迹运转的规则，这是找到航天器“地址”的根底。

空间站在间隔地球约400km的轨迹飞翔，1.5小时就能绕地球一圈，而地球同步轨迹卫星的飞翔高度大约为36000km。在地球引力效果下，飞翔轨迹离地球越近，航天器绕地球一圈所用的时刻越短；在同一个圆轨迹上的航天器，它们的相对速度会坚持为零。

航天器轨迹

来历丨新华社

航天器运转轨迹地点的平面，称为轨迹平面。在这个平面上，航天器想要改动运转轨迹半径的巨细，经过添加或减小速度即可。若轨迹平面不相同，轨迹穿插的两个航天器的速度数值或许相同，但由于速度还具有方向性，因而这两个航天器若相遇就会“撞车”。若想防止，有必要耗费很大的能量改动其间一个航天器的速度方向。因而，为了更好更省力地进行交会对接，往往会让两个航天器在同一轨迹面内相遇。

轨迹面相交的两飞翔器相对速度联系暗示

来历丨公民资讯

摸清了这些轨迹运转规则，科学家们就能核算出交会对接最佳的轨迹停靠点，“地址”就根本确认下来啦！

航天器怎么找到对方？

有了“地址”，怎么才干顺畅地把“快递”发过去呢？

首要，是要将航天器发射升空。当航天器在地表时，它的速度和地球旋转的速度是相同的；当它升空后，需求批改这个误差才干顺畅与空间站对接。为了削减能量耗费，要对空间站轨迹进行准确测定和猜测，确认航天器的理论发射时刻，这叫做“零宽度时刻窗口”，也称为“零窗口”或“点窗口”。

11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船顺畅升空

来历丨央视新闻

接着，便是要将航天器送入和空间站相同的轨迹平面，且方位往往在空间站的后下方，这个方位叫做停靠点。

神舟九号与天宫一号交会对接停靠点设置

来历丨CCTV

然后，航天器会依照核算好的变轨计划逐步改动本身姿势和轨迹高度，更好地挨近空间站，这个进程的时刻有长有短，并且会由于变轨需求“停停逛逛”。当间隔较远时，可以经过地面站和导航体系对航天器和空间站的轨迹进行测定和猜测，让航天器去“追寻”空间站。当间隔足够近时，空间站和航天器可以彼此“感应”了，那么航天器上的雷达或光学丈量设备等就开端发挥效果，可以准确丈量出二者的相对速度和方位。这个阶段的丈量精度极高，往往由航天器核算机自主核算，也能进步实时处理才能。

神舟八号与天宫一号交会对接轨迹操控暗示图

来历丨新华社

当二者间隔在100—200米时，就抵达了最终的平移挨近阶段，有手动和主动两种形式。这个时分它们的轨迹误差现已极小，但还需求进行最终的方向及姿势调整，以确保二者方位、视点、姿势和相对速度等均共同。为什么会保存手动形式呢？由于人眼的直接调查有时分愈加契合航天员的操作习气，并且假如机器毛病，也需求航天员手动操作进行处理。

怎样才干顺畅对接“收货”？

当两个航天器与空间站交会，下一步便是对接了。此刻，航天器相对于空间站的横向方位、速度、三轴姿势、角速度都简直同步，只要轴向飞翔方向还坚持必定的速度。此刻，交会精度越高越好，而容差规模则越大越好，这样更有利于成功对接。

以我国空间站的要害舱天和中心舱为例，其他舱段或航天器会衔接在它的节点舱上。节点舱有4个对接口和一个出舱口。4个对接口中有2个用来停靠实验舱，别的两个用来对接航天器。

节点舱

来历丨CCTV

对接首要分为三步。

1. 触摸、接收和几许方位校对。

尽管航天器和空间站都批改了姿势，可是仍旧有纤细的误差。这个环节就像让每一个螺丝对正每一个螺孔，当方位校对好，捕获组织会“抓住”对方，确保不再脱离。

2. 缓冲并耗费磕碰能量。

即便航天器和空间站的相对速度挨近零，但仍旧会产生冲击力，需求装备缓冲或耗能设备，减缓、耗费或吸收这股能量。

神舟八号飞船的缓冲阻尼体系

来历丨新华社