空间交会对接如何进行揭秘航天器空间"深情一吻"

2011年09月21日09:50 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信字号：T|T

关键词：交会对接对接机构交会测量 1975年 M-M 月球轨道空间技术空间环境飞行器航天器对接

月球轨道上的交会对接

回首三：1969年7月，美国“阿波罗”登月舱与指令舱实现了首次月球轨道人控交会对接。

“阿波罗”登月飞船往返月球一次，需进行二次交会对接，重构航天器，以实现系统优化。第一次是指令舱在地球轨道分离后调头180度，指令舱与登月舱对接；第二次是登月舱由月球返回时与月球轨道上的指令舱对接。

在地球轨道交会对接解决了降低火箭上升段逃逸质量与人员进入登月舱通道之间的矛盾；在月球轨道交会对接实现了将指令舱与登月舱的功能区分和独立，大幅度降低了对火箭运载能力的需求。其交会测量设备采用X频段交会雷达，最终采用手动完成。其对接机构采用可移开的“杆-锥”式结构。

1969年7月至1972年12月，美国先后发射了阿波罗-11至17共7艘登月飞船，除阿波罗-13发生意外事故中止登月任务外，其余6次完全成功。这说明“阿波罗”飞船使用的交会对接技术是可靠的。

技术解析：测量设备

两个航天器要想在太空交会靠近，主要依靠航天器上测量设备，它是航天器之间进行交会靠拢的“眼睛”。

两个航天器之间为中长距离时主要使用微波雷达、激光雷达、GPS差分接收机等；两个航天器之间为短距离时主要使用光学成像敏感器和对接敏感器等。

交会对接渐成寻常事

回首四：1975年，苏联联盟-19与美国阿波罗-18载人飞船首次进行了两个不同国家航天器的交会对接，同时也实现了从两个不同发射场发射的航天器的交会对接，并首次使用了“异体同构周边”式对接机构。

1995年至1998年，美国航天飞机成功与俄罗斯和平号空间站进行9次交会对接；1998年至2011年，美国航天飞机成功与“国际空间站”进行37次交会对接，没有1次失败，这充分显示了美国航天飞机的交会对接技术十分先进和可靠。航天飞机与空间站对接时使用的机构是改进的“异体同构周边”式。

迄今为止，全世界共计进行了300多次空间交会对接活动，但只有美国和苏联/俄罗斯掌握完整的空间交会对接技术。欧洲和日本的转移飞行器在“国际空间站”的空间交会对接技术方面，分别得到了美国或俄罗斯的技术支持。欧洲自动转移飞行器的对接机构由俄罗斯提供，日本H-2转移飞行器的对接机构由美国提供。二者在飞行任务中均需要美国和俄罗斯的数据中继卫星系统支持。

▲航天飞机上的“异体同构周边”式对接机构特写

技术解析：

“异体同构周边”式对接机构

“异体同构”是指追踪飞行器和目标飞行器上的对接机构采用同样结构，没有主动、被动之分；“周边式”是指机构不设置在中间，而是设置在周边。对接时，追踪飞行器上的对接机构伸出装在周边的三个板状导向器，使两个对接机构准确地接触，锁定后对接机构回缩拉紧对接面，最终锁定两个对接面完成对接。

“异体同构周边”式的优点是对接后通道畅通，对接连接环直径较大承载能力大，适宜大质量航天器间对接。其缺点是结构比较复杂，质量较大。

现有的对接系统要求有一定强度的对撞，不具有完全的异体同构性。未来的对接机构，应该是坚固的、重量轻的和弱碰撞的，这将降低航天器对接的风险。（庞之浩作者为《国际太空》杂志执行主编）

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