愛伊米

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

今年是我國的太空年,我國的多項太空成果紛湧迸現。神舟十二號升空,天和核心艙升空,多顆衛星發射,幾乎用不了多長時間我國就會迎來發射計劃,而相比較以前每次一發射全國人民就會激動萬分的心情相比,現在發射已經常態化了。中國人民已經習慣了這種自豪,覺得我們的航天發射現在就是很正常的事情,這種變化恰恰說明了我國太空的發展迎來了爆發期。而我們的神舟十二號已經返回了地面,圓滿完成了任務,不過令人意外的是,中國航天藏了大招。神舟十二號才返回沒多久,我們的神舟十三號就已經發射升空了,之前只有神舟3號和神舟4號是在一年之內發射的,但是也隔了9個月之久,這次的神舟十二號返回和神舟十三號發射僅僅只有一個月的時間間隔。另外神舟十三號已經實現了徑向對接,很多人也是比較好奇,這個徑向交會對接和之前的對接有什麼變化呢?

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

神舟十二號飛船是在2021年9月17日返回,而神舟十三號是在2021年10月16日發射,可以看到時間間隔僅僅有一個月。而這次神舟十三號飛船之所以發射的如此之快,也和我國的空間站有關係。這次神舟十三號飛船的航天員是翟志剛、王亞平、葉光富三位擔任。神舟十三號是我國空間站關鍵技術驗證階段的第六次飛行,也是該階段最後一次飛行任務。

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

從2011年太空對接至今,我國已經實現了15次包括神舟十三號的成功對接。對接方式也是不斷的在進行升級,之前的對接方式從自動到現在的手動,由以前的無人到現在的有人,從之前的幾天到現在的幾小時,從之前的軸向對接到現在的徑向對接,我們的技術不斷的在進步。

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

我國已經完成了神舟十三號的徑向交會對接採用了自主快速交會對接模式成功對接核心艙徑向埠,然後與天舟二號、天舟三號貨運飛船構成四艙整合體,這次對接總共耗時6。5個小時,比之前的時間少了很多,這也是得益於這次新使用的徑向交會對接方式。

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

什麼是徑向交會對接呢?我們先了解一下普通的對接,傳統航天器在進行空間對接時,差不多都是在目標飛行器外減速飛行,然後主動飛行器透過控制變軌和精準控制自身飛行姿態,然後達到對準目標飛行器介面,完成交會對接。這個過程和之前不同,目標飛行器和主動飛行器對接是在飛行方向、速度、軌道引數基本一致的“二維模式”下對接的。而這個徑向對接要求主動飛行器,包括了載人、載貨飛船要將飛船姿態調整90度,並且要兼顧軌道引數、方向姿態和高度的縮減三維方向實現對接,操作難度大了許多。

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

對比之前的交會對接,這次的徑向對接難度大了許多。這次徑向對接有三個難點,第一個就是持續控制姿態和軌道。前後進行的交會對接,200米是一個穩定的保持點,而徑向交會對接的中途沒有穩定點,要持續對飛船姿態和軌道進行控制,推進劑消耗也很大。第二點就是姿態和相對位置的確定。神舟飛船的敏感器可以透過一些星星和預設點來確定相對姿態位置,但是由於徑向交會對接的平飛轉豎飛的大幅姿態移動調整,複雜光照的變化對視線影響比較大。第三點就是參照物變化對手控交會的難度,因為沒有了地球這個參照物,相對動力學運動特性和前向交會又不一樣,導致測控條件變差。

神舟十三號啟航太空,比普通對接更難的,徑向對接是什麼?

徑向對接是我國航天發展的一個重要成就,是一個新技術的掌握,另外我們還實現了機械臂艙段轉位。徑向對接的好處也是可以大幅擴充套件空間站的建設規模和增加應急處理機制,可以讓空間站有更大的體積與未來發展規模。掌握了這個徑向交會對接技術,增加了我國的技術積累,又可以提升未來航天器之間進行對接的工作效率。未來我國的徑向對接和前向對接或者其它對接方式也會交替使用,來滿足不同任務需要。這次徑向交會對接整個過程,都是在制導導航與控制(gnc)系統指揮下,飛船智慧自主完成的,這也是說明了我國的技術進步。