載人飛船怎么和空間站交會

1、入軌與追蹤(zong)

入(ru)軌(gui)點，就是將飛船送至與(yu)空間(jian)(jian)站(zhan)處(chu)于同(tong)一(yi)軌(gui)道面、且在其(qi)后(hou)下方的(de)特(te)定(ding)點，則后(hou)續飛船按照規(gui)劃好的(de)變軌(gui)策略(lve)逐次抬升軌(gui)道，即可在預定(ding)時間(jian)(jian)內追上空間(jian)(jian)站(zhan)。因此，入(ru)軌(gui)點是對兩飛行(xing)器(qi)相對關系（高度差與(yu)位置差）的(de)設(she)計(ji)。不(bu)(bu)同(tong)的(de)相對關系需要采取(qu)不(bu)(bu)同(tong)的(de)變軌(gui)策略(lve)進行(xing)追蹤(zong)，某一(yi)特(te)定(ding)的(de)相對關系也(ye)可以(yi)有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)追蹤(zong)策略(lve)——就相同的追蹤距離而(er)言，在更低軌(gui)道上的飛行時間占(zhan)比(bi)越(yue)大，追蹤越(yue)快，交會總時長越(yue)短。

2、遠距離(li)追(zhui)蹤與近距離(li)接近

相(xiang)距較遠(yuan)時，工程(cheng)分(fen)別對飛船和空間站的軌(gui)道(dao)進(jin)行測定(ding)(ding)，獨(du)立確定(ding)(ding)各(ge)自的軌(gui)道(dao)，基于此制(zhi)定(ding)(ding)變(bian)軌(gui)策略。其實時軌(gui)道(dao)可以(yi)由地面站進(jin)行測定(ding)(ding)和預測，也可以(yi)通過飛行器上(shang)的衛星(xing)導航(hang)數據獲得。北斗全球導航(hang)的應用，使得精確實時的軌(gui)道(dao)測定(ding)(ding)成為可能。距離足夠近(jin)，兩個(ge)飛行器能夠“呼應”彼此了，就能通過飛船上(shang)安裝的測(ce)量設(she)備（雷達、光學測(ce)量設(she)備等）以(yi)及空(kong)間(jian)站(zhan)上(shang)相(xiang)應(ying)(ying)配(pei)置(zhi)的合作目標(biao)（應(ying)(ying)答機、光學靶(ba)標(biao)等）獲得二者(zhe)間(jian)的相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)和(he)速度。

3、偏差(cha)修正與約束條件

從火(huo)箭發射入軌(gui)(gui)到兩個飛(fei)(fei)行(xing)器追蹤接近，步(bu)步(bu)有序。而在(zai)實(shi)際飛(fei)(fei)行(xing)中，每一步(bu)都可能(neng)產生誤(wu)差(cha)。因此，飛(fei)(fei)行(xing)軌(gui)(gui)道控(kong)制(zhi)規劃需要(yao)預留(liu)軌(gui)(gui)道修正的時(shi)機，根據實(shi)際偏差(cha)情況進行(xing)實(shi)時(shi)計(ji)算、并(bing)決定是否實(shi)施(shi)修正。而所有階段的測(ce)量(liang)和計(ji)算誤(wu)差(cha)都會轉化為軌(gui)(gui)控(kong)參數(shu)的誤(wu)差(cha)，并(bing)且(qie)與(yu)變軌(gui)(gui)執(zhi)行(xing)偏差(cha)疊加，體現在(zai)軌(gui)(gui)控(kong)后的飛(fei)(fei)行(xing)狀態中。

4、交會需要停(ting)泊點

空間(jian)站(zhan)沿圓(yuan)軌(gui)道飛(fei)行。飛(fei)船追蹤過(guo)程中，若通過(guo)變軌(gui)達到空間(jian)站(zhan)后方同軌(gui)道高(gao)度的圓(yuan)軌(gui)道上，則兩飛(fei)行器相對(dui)距離和速度保持不變，飛(fei)船相對(dui)于空間(jian)站(zhan)來說就“停泊”了(le)。這樣的停泊是由(you)軌道規律保證的，即被動安全：只要(yao)不做動作(zuo)，就沒有相撞風險。

載人飛船如何與空間站對接

1、對接初始條件

交會(hui)的(de)(de)終點就是對(dui)(dui)接(jie)的(de)(de)起點。此時，飛(fei)船相對(dui)(dui)于空間站的(de)(de)橫向位(wei)置與速度(du)(du)、三(san)軸姿態與角速度(du)(du)都盡可(ke)能接(jie)近零，只(zhi)有軸向飛(fei)行方向保持預先設(she)計(ji)的(de)(de)接(jie)近速度(du)(du)。工(gong)程(cheng)以這(zhe)些參數的(de)(de)狀態作(zuo)為對(dui)(dui)接(jie)開始的(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)。此條(tiao)(tiao)件(jian)對(dui)(dui)于飛(fei)行控(kong)制(zhi)系統而(er)言是交會(hui)控(kong)制(zhi)目(mu)標(biao)，對(dui)(dui)于對(dui)(dui)接(jie)系統則是要適應的(de)(de)初始范圍。從系統全(quan)局(ju)來看(kan)，交會(hui)終點精度(du)(du)越高越好，而(er)對(dui)(dui)接(jie)機(ji)構(gou)的(de)(de)容(rong)差范圍則越大越好，這(zhe)也是系統設(she)計(ji)指標(biao)在進行分配時需要留余量的(de)(de)界面。

2、從單航天器(qi)到組合體

（1）接觸(chu)、接納和幾(ji)何(he)位置校正

交會飛(fei)行完(wan)(wan)成時，飛(fei)船和空間(jian)站的(de)(de)位(wei)置、相(xiang)(xiang)(xiang)對速度(du)、相(xiang)(xiang)(xiang)對姿(zi)態、角速度(du)都是(shi)一致(zhi)的(de)(de)，也就(jiu)是(shi)說(shuo)，對正(zheng)了。但偏差仍(reng)然存在，因此，兩個飛(fei)行器(qi)的(de)(de)對接(jie)機構相(xiang)(xiang)(xiang)互接(jie)觸后，第一件事就(jiu)是(shi)消(xiao)除初(chu)始(shi)偏差，讓雙方的(de)(de)機械裝(zhuang)置相(xiang)(xiang)(xiang)互接(jie)納，并且校正(zheng)相(xiang)(xiang)(xiang)互的(de)(de)位(wei)置關系，實現完(wan)(wan)完(wan)(wan)全(quan)全(quan)的(de)(de)“對正”。這個動作，類似擰螺絲釘時先對準螺孔的扶正動作。

（2）緩沖并消耗(hao)碰撞能(neng)量

高速飛行的(de)大質量航天器，即使(shi)以較小(xiao)速度相互(hu)接觸，沖(chong)(chong)擊(ji)能(neng)量也是相當可觀的(de)。飛船和空間(jian)站中至少一方需(xu)要配置緩沖(chong)(chong)和耗(hao)能(neng)裝(zhuang)置，減緩沖(chong)(chong)擊(ji)過載，耗(hao)散或吸收撞(zhuang)擊(ji)能(neng)量。

（3）機械連接

兩(liang)個航(hang)(hang)天(tian)器接(jie)(jie)觸(chu)的(de)碰撞能(neng)量被緩(huan)沖(chong)(chong)、吸(xi)收之(zhi)后(hou)，兩(liang)對接(jie)(jie)端(duan)面被拉近、靠攏，然后(hou)通(tong)(tong)過機械鎖系剛性連接(jie)(jie)為一(yi)體。除(chu)了要(yao)保(bao)(bao)證(zheng)足(zu)夠的(de)連接(jie)(jie)剛度和承載能(neng)力，對于載人航(hang)(hang)天(tian)器，還要(yao)實現兩(liang)航(hang)(hang)天(tian)器間(jian)的(de)密(mi)封，以保(bao)(bao)證(zheng)人員(yuan)能(neng)夠通(tong)(tong)過兩(liang)個航(hang)(hang)天(tian)器的(de)對接(jie)(jie)通(tong)(tong)道往(wang)來。與緩(huan)沖(chong)(chong)系統的(de)配(pei)置(zhi)原則類似，飛船一(yi)側通(tong)(tong)常配(pei)置(zhi)橡膠密(mi)封圈，空間(jian)站一(yi)側配(pei)置(zhi)金屬(shu)密(mi)封面。

載人飛船為什么要對接空間站

由于(yu)科學研究的需要(yao)，空(kong)間站(zhan)的尺寸十(shi)分巨大(da)。例如，“國際空間站(zhan)”由航天員居住艙(cang)、實驗艙(cang)、服務艙(cang)、對(dui)接過渡(du)艙(cang)、桁架(jia)、太陽翼(yi)等部(bu)分組(zu)成，長109米，寬（含翼展）73米，總質量約420噸。無論是什么型號的(de)運(yun)載火箭，都不可能一次把數(shu)百噸的(de)空(kong)間(jian)站運(yun)送到軌道上，所以(yi)只能將各艙段分批(pi)發射(she)，然(ran)后(hou)在太空(kong)利用交會對接技術搭建起來。所以(yi)交會對接技術是建設空(kong)間(jian)站的(de)基(ji)礎(chu)。

在(zai)其他太(tai)空(kong)活動中，比如(ru)為(wei)長期(qi)在(zai)軌道上運行的空(kong)間(jian)(jian)站運送航天(tian)員和(he)提供物資(zi)補給，或(huo)在(zai)軌航天(tian)器之間(jian)(jian)的互訪、物資(zi)轉運或(huo)緊急救(jiu)生等，也要用到交(jiao)會對接(jie)(jie)技術。在(zai)未來(lai)的深空(kong)探測等航天(tian)活動中，交(jiao)會對接(jie)(jie)技術同樣是不可(ke)或(huo)缺的。

航(hang)(hang)天器的(de)交(jiao)會對接是(shi)指兩個航(hang)(hang)天器在空間軌道上會合，并在結構上連成一個整體的(de)技術(shu)，是(shi)實現空間站、航(hang)(hang)天飛(fei)機、太空平臺(tai)和(he)空間運輸系統等的(de)空間裝(zhuang)配(pei)、回收、補給、維修、航(hang)(hang)天員交(jiao)換(huan)及營救等在軌服務的(de)先決條件。