飞船与空间站交会对接为何走走停停?一文揭秘(3)

2025-03-19 09:57  中国载人航天

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从两天到6.5小时,

快速交会是怎样实现的?

2021年6月17日,神舟十二号载人飞船与天和核心舱形成组合体,交会对接全程时长从过去我国载人飞船通常需要的两天左右缩短至6.5h。

交会过程快,就是要在尽可能少的飞行圈次内,在很少的几个轨道特征点上完成所需的交会变轨。因此,规划的变轨次数少、轨控之间的间隔短,才能有效缩短交会时间,这又对其他条件提出了要求。

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空间站调相及轨道外推预测精度高,交会飞行的初始条件偏差小。

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火箭入轨精度高。由于需要调整修正的量小,不必规划太多的轨控次数。

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测定轨实时精确。在北斗全球导航系统的支撑下,此条件已实现。

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实时轨控规划与计算精准。在北斗全球导航系统提供实时精准测定轨的前提下,要么飞船的船载计算机运算能力足够高,能够自主进行规划和轨控;要么地面注入轨控参数时段宽裕,注入时刻不构成约束。

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轨控精度足够高,不会产生新的偏差项,且偏差足够小,不超过规划的调整能力。因此,快速交会的实现是由空间站(合作目标)、运载火箭、飞船(追踪飞行器)、地面、导航与中继卫星等构成的大系统整体能力提升与协同保障的结果。

对接阶段

PART.1

什么情况下可以对接?

交会的终点就是对接的起点。以前向对接为例,此时,飞船相对于空间站的横向位置与速度、三轴姿态与角速度都尽可能接近零,只有轴向飞行方向保持预先设计的接近速度。

神舟十九号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接

工程以这些参数的状态作为对接开始的条件,此条件对于飞行控制系统而言是交会控制目标,对于对接系统则是要适应的初始范围。从系统全局来看,交会终点精度越高越好,而对接机构的容差范围则越大越好,这也是系统设计指标在进行分配时需要留余量的界面。这一刻,交会系统完成"交班",交会对接任务的接力棒交到了对接系统手中。

交会飞行结束时,两个航天器已经实现了"1+1"。接下来的对接将使二者在舱体结构上实现"=1",成为运动控制、能源、信息、环境等舱内资源"=1"的基础。