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太空對接

鎖定
太空對接是指兩個或兩個以上的航天器在太空飛行時連接起來,形成更大的航天器複合體,去完成特定任務。它主要由航天器控制系統和對接機構完成。
中文名
太空對接
概    述
兩個及以上的航天器在太空連接
簡    介
要求精確地控制航天器運行軌道
意    義
航天器在太空對接對載人航天活動
我國的進展
我國今明兩年將進行兩次太空對接

太空對接意義

兩個航天器在太空對接對載人航天活動來講有重要意義。從目前來看太空對接的意義有三:一是蘇聯在軌組建大型空間站的計劃實現;二是在美國載人登月計劃中對接技術有重大作用,三是可在太空進行國際合作,聯合起來進行載人航天活動。

太空對接難度

“奮進”號航天飛機與國際空間站對接成功 “奮進”號航天飛機與國際空間站對接成功 [1]
當代大型空間站的建造很複雜,不是靠一次發射就能建成的。必須多次發射其結構件,然後在太空對接組裝。就是發射小型空間站,也需要發射飛船與其對接,把人或貨物送上去才行,兩個航天器要實現對接不是一件易事,它要求精確地控制航天器運行軌道和對航天器定向操縱,並涉及到制導、跟蹤和修正航線等複雜技術。。蘇聯的幾個禮炮號空間站都是這樣組建成的。特別是禮炮6號和7號空間站,每個站上都有兩個對接口,可使兩艘載人飛船同時與其對接。和平號空間站有6個對接口,它對接了5個實驗艙,大大擴展了空間站的功能。美國阿波羅號登月飛船登月時,對接技術更是必不可少的,因為在登月過程中,登月艙與指揮艙分離,登月艙在月面完成任務後,還要準確地在月球軌道上與指揮艙對接,如不成功,就無法返回地球了。

太空對接發展歷史

太空對接人工交會對接

1965年12月4日和12月15日,為了驗證阿波羅登月計劃的相關技術部分,“雙子星座”7號和“雙子星座”6號飛船分別發射,在距地面312公里的太空會合,並在間距不到40米的情況下並列飛行了7個多小時,其中很大一部分時間裏兩船相距僅數米,最近時,間距不足1米。
1966年3月16日,美國航天員阿姆斯特朗和斯科特乘坐“雙子星座”8號飛船,與由阿金納火箭末級改裝的對接目標,首次實現了兩個航天器之間的交會對接,其中,最後的近距離交會對接由航天員手動控制完成。這是人類首次空間交會對接。
但是對接之後,組合體開始猛烈滾動旋轉,阿姆斯特朗不得不將飛船與“阿金納”分開,但飛船仍在滾動。為確保安全,飛船緊急返回,這次經歷最終有驚無險。事後查明,其原因是人為扳錯開關造成姿控系統故障。 [4] 

太空對接自動交會對接

1967年10月30日,蘇聯發射“宇宙”188號無人飛船。飛行49圈時與“宇宙”186號飛船在太空實現自動對接。對接飛行了3.5小時,船上電視攝像機拍攝了對接過程圖像。兩艘飛船還於10月31日、11月2日各自分離出一個密封回收艙返回地面。“宇宙”186與“宇宙”188完成了蘇聯首次自動交會對接。 [3] 

太空對接載人飛船對接

蘇聯在1969年1月16日,實現了世界上第一次兩艘載人飛船之間的對接。這次任務中,航天員沙塔洛夫乘坐的“聯盟”4號飛船,與載有航天員沃雷諾夫、葉利謝耶夫和赫魯諾夫的“聯盟”5號飛船對接成功,共對接了4小時35分鐘。對接完成後,“聯盟”5號上的2名航天員經過1小時的艙外活動,轉移到了“聯盟”4號上。 [4] 

太空對接月球軌道對接

1969年7月,美國阿波羅登月艙與指令服務艙實現了首次月球軌道人控交會對接。阿波羅飛船的登月艙和指揮服務艙都兼備了在交會對接時作為主動及追蹤飛行器的能力。由於月球軌道上缺少地面支持,為了保證交會對接的安全性,登月艙和指揮服務艙還具備一定的自動化能力。不過最終的捕獲和對接,依舊是由航天員完成的。 [4] 

太空對接美蘇共同對接

太空對接技術促進了國際載人航天活動。1975年7月15日,美、蘇兩國按協定各發一艘載人飛船,它們在太空實現了對接,進行了聯合試驗飛行,美國是用阿波羅18號飛船,蘇聯用的是聯盟19號飛船。由於兩國飛船結構與體制不一致,所以要解決許多技術的難題。聯盟號飛船艙內採用一個大氣壓的氮氧混合氣體,而阿波羅號飛船艙內為1/3之大氣壓的純氧。最後兩國協商決定,搞了一個“過渡艙段”,才把兩艘飛船在太空聯接起來。對接成功後,兩國航天員通過過渡艙段進行互訪,還熱烈擁抱,並進行了幾項聯合試驗活動。有人把這次活動稱為“太空握手”,它對當時“冷戰”對峙形勢起到了緩和作用。
1995年開始的美國航天飛機與俄羅斯和平號空間站對接,把國際空間合作推向新的高度。1995年6月29日美國阿特蘭蒂斯號航天飛機發射到太空,與和平號進行了首次對接。和平號空間站在這次對接中,充當着被追逐者的靶機角色。對接前它停泊在合適的軌道高度上,而阿特蘭蒂斯號航天飛機進行相對的機動飛行,然後停靠對接。地面控制人員能在顯示屏上看到它們交會和對接的全過程,並看到航天飛機上的航天員隔窗微笑、招手致意的畫面。對接完畢後,兩個載人航天器的10名航天員彙集在一起,共同渡過美好的時光。美國航天員吉布森説,此刻的感覺好極了,我們很榮幸能參與這一歷史性事件。
這次對接成功後,兩國的新聞媒體紛紛發表議論,盛讚這次太空對接是冷戰結束後國際合作的新時代的開始。的確,如果説1975年阿波羅號飛船和聯盟號飛船在冷戰背景下對接,主要是為了裝點一下政治門面,那麼相隔20年後的這次對接,則體現了兩個載人航天大國務實性的一面,使他們真正走向航天合作道路。這個載人航天曆史上的最大一個乘員組,除了從航天飛機上向和平號卸下補給物質和水外,還進行了大量的生物醫學實驗。有趣的是在航天飛機即將與和平號空間站脱離之際,俄聯盟TM號飛船帶着2名航天員在離空間站76米處,用照相機和攝影機記錄下這兩個巨大航天器的分離過程。航天飛機在離開空間站到達安全距離後,又繞空間站飛行,並對其拍照。
此後,美國航天飛機又陸續與和平號空間站進行了8次對接,為建造國際空間站積累了豐富經驗。
1998年11月開始建造國際空間站還將進行大量太空對接工作。由此可見,太空對接技術對航天的發展具有重要的促進作用。

太空對接我國進展

我國今明兩年將進行兩次太空對接
中國未來航天器太空對接想象圖 中國未來航天器太空對接想象圖
全國政協委員、中國運載火箭技術研究院黨委書記梁小虹7日在接受記者採訪時表示,中國在2010年和2011年將連續進行兩次太空對接,為以後建立空間站進行準備。梁小虹透露,從2010年第四季度到2011年10月,中國將連續使用長征2F改進型火箭發射天宮一號、神舟八號和神舟九號飛船。其中,神舟八號是無人飛船,神舟九號是載人飛船,天宮一號作為目標飛行器,將連續和神八、神九進行對接。
“一次無人對接,一次有人對接,兩種對接技術都得到驗證,這就為以後建立空間站打下良好的基礎。”梁小虹説。
梁小虹表示,連續發射天宮一號、神八和神九,對中國火箭發射技術提出了更高的要求。他表示,這次完成連續發射,設計和生產週期短,“從現在起到2010年10月只有不到兩年的時間,我們要完成所有的大型地面實驗和所有的零部件組裝生產,任務十分艱鉅。”同時,“這次連續發射要求火箭必須按時發射,不能延遲,否則將無法順利完成對接目標。”
梁小虹告訴記者,去年神舟七號發射成功之後,中國火箭研製技術人員就立刻投入到新型火箭的研製之中,以保證新的發射任務的圓滿完成。 [2] 
參考資料