載人飛船怎么和空間站交會

1、入(ru)軌與追蹤

入(ru)(ru)軌點(dian)，就是將飛(fei)船送至(zhi)與空(kong)間站處于(yu)同(tong)一軌道面、且在其后下方的特(te)定(ding)點(dian)，則后續飛(fei)船按照規劃好的變(bian)軌策(ce)略逐次抬升軌道，即可在預定(ding)時間內追上(shang)空(kong)間站。因此(ci)，入(ru)(ru)軌點(dian)是對兩飛(fei)行器相(xiang)(xiang)對關(guan)系（高度差(cha)與位置差(cha)）的設計。不(bu)(bu)同(tong)的相(xiang)(xiang)對關(guan)系需要采取不(bu)(bu)同(tong)的變(bian)軌策(ce)略進行追蹤，某(mou)一特(te)定(ding)的相(xiang)(xiang)對關(guan)系也可以有不(bu)(bu)同(tong)的追蹤策(ce)略——就相(xiang)同的追(zhui)蹤距離(li)而言，在更(geng)低軌道(dao)上的飛(fei)行時間占比越大，追(zhui)蹤越快，交(jiao)會(hui)總時長越短(duan)。

2、遠距(ju)離追(zhui)蹤與近(jin)距(ju)離接近(jin)

相距(ju)較遠時(shi)，工程分別對飛船和(he)空(kong)間(jian)站的(de)(de)軌道(dao)進行(xing)(xing)測(ce)(ce)定(ding)，獨立確定(ding)各(ge)自(zi)的(de)(de)軌道(dao)，基于此制定(ding)變軌策略。其(qi)實時(shi)軌道(dao)可(ke)以由(you)地面站進行(xing)(xing)測(ce)(ce)定(ding)和(he)預測(ce)(ce)，也可(ke)以通過飛行(xing)(xing)器(qi)上的(de)(de)衛星(xing)導航數據獲(huo)得。北(bei)斗全球導航的(de)(de)應用(yong)，使得精確實時(shi)的(de)(de)軌道(dao)測(ce)(ce)定(ding)成(cheng)為可(ke)能(neng)。距(ju)離足夠(gou)(gou)近，兩(liang)個飛行(xing)(xing)器(qi)能(neng)夠(gou)(gou)“呼應”彼此了，就(jiu)能(neng)通過飛(fei)船上(shang)安裝的(de)測(ce)量(liang)設備（雷達、光(guang)(guang)學(xue)測(ce)量(liang)設備等(deng)）以及空間(jian)站上(shang)相(xiang)應配置的(de)合(he)作目標（應答機(ji)、光(guang)(guang)學(xue)靶標等(deng)）獲得二者間(jian)的(de)相(xiang)對位(wei)置和(he)速度(du)。

3、偏差修(xiu)正與(yu)約(yue)束(shu)條件

從火(huo)箭發射入軌(gui)到兩個飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)追蹤接近，步步有(you)序(xu)。而在實際飛(fei)行(xing)(xing)(xing)中，每(mei)一步都可能(neng)產生誤(wu)差(cha)(cha)。因此(ci)，飛(fei)行(xing)(xing)(xing)軌(gui)道控(kong)制(zhi)規劃需要預留軌(gui)道修正(zheng)的時機，根據實際偏差(cha)(cha)情況進行(xing)(xing)(xing)實時計(ji)(ji)算、并決定是否實施修正(zheng)。而所有(you)階段(duan)的測量(liang)和計(ji)(ji)算誤(wu)差(cha)(cha)都會轉化(hua)為軌(gui)控(kong)參數的誤(wu)差(cha)(cha)，并且與變軌(gui)執行(xing)(xing)(xing)偏差(cha)(cha)疊(die)加，體(ti)現在軌(gui)控(kong)后的飛(fei)行(xing)(xing)(xing)狀態中。

4、交會需(xu)要停泊(bo)點

空(kong)(kong)間站(zhan)沿圓軌道(dao)飛行(xing)。飛船追蹤過程中，若通(tong)過變軌達到空(kong)(kong)間站(zhan)后方同軌道(dao)高度的(de)圓軌道(dao)上(shang)，則兩飛行(xing)器相(xiang)對距離和(he)速(su)度保持(chi)不變，飛船相(xiang)對于空(kong)(kong)間站(zhan)來說就“停泊”了。這樣的停泊是(shi)由軌道規律保證(zheng)的，即被動安全(quan)：只要(yao)不做動作，就沒有相撞(zhuang)風險。

載人飛船如何與空間站對接

1、對接初始條(tiao)件

交會的(de)(de)(de)終點就是對(dui)接(jie)的(de)(de)(de)起(qi)點。此時(shi)，飛船相對(dui)于空間站(zhan)的(de)(de)(de)橫向位置與速(su)(su)度(du)、三軸姿態(tai)與角速(su)(su)度(du)都盡可能接(jie)近(jin)零，只(zhi)有軸向飛行(xing)方向保持預先設計(ji)的(de)(de)(de)接(jie)近(jin)速(su)(su)度(du)。工程以這些參(can)數的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)作為對(dui)接(jie)開始的(de)(de)(de)條(tiao)件。此條(tiao)件對(dui)于飛行(xing)控制系(xi)統而言(yan)是交會控制目標(biao)，對(dui)于對(dui)接(jie)系(xi)統則是要(yao)適應的(de)(de)(de)初始范圍。從系(xi)統全(quan)局來看(kan)，交會終點精度(du)越高越好，而對(dui)接(jie)機構(gou)的(de)(de)(de)容(rong)差(cha)范圍則越大越好，這也是系(xi)統設計(ji)指(zhi)標(biao)在進(jin)行(xing)分(fen)配時(shi)需要(yao)留余量的(de)(de)(de)界面。

2、從(cong)單航天(tian)器到組合體

（1）接(jie)(jie)觸、接(jie)(jie)納(na)和(he)幾何位置校(xiao)正

交會飛行完(wan)成時(shi)，飛船(chuan)和空間站(zhan)的位置、相(xiang)對速度、相(xiang)對姿態、角速度都是(shi)一致的，也就是(shi)說(shuo)，對正了。但偏差(cha)仍然(ran)存(cun)在，因此，兩個飛行器(qi)的對接(jie)機構(gou)相(xiang)互(hu)接(jie)觸后，第(di)一件事就是(shi)消除初(chu)始偏差(cha)，讓雙方的機械裝置相(xiang)互(hu)接(jie)納，并且校正相(xiang)互(hu)的位置關系，實現完(wan)完(wan)全(quan)全(quan)的“對正”。這個動作，類似擰螺絲釘時先對準螺孔的扶正動作。

（2）緩沖并消耗碰(peng)撞(zhuang)能量

高(gao)速(su)飛行的(de)大質量(liang)航天器，即使以較小速(su)度相互接觸，沖(chong)(chong)擊能(neng)(neng)量(liang)也是相當可觀的(de)。飛船和空間站中至少一方需要配置緩沖(chong)(chong)和耗能(neng)(neng)裝(zhuang)置，減緩沖(chong)(chong)擊過(guo)載，耗散或吸(xi)收撞擊能(neng)(neng)量(liang)。

（3）機械連接(jie)

兩(liang)個航天器(qi)接(jie)觸的(de)碰撞能量被緩沖(chong)、吸(xi)收之后(hou)，兩(liang)對(dui)接(jie)端面被拉近、靠攏，然后(hou)通過(guo)機械鎖系剛(gang)性連接(jie)為一體(ti)。除(chu)了要保(bao)證足夠(gou)的(de)連接(jie)剛(gang)度和承載(zai)能力，對(dui)于(yu)載(zai)人航天器(qi)，還要實現兩(liang)航天器(qi)間(jian)的(de)密封(feng)(feng)，以保(bao)證人員能夠(gou)通過(guo)兩(liang)個航天器(qi)的(de)對(dui)接(jie)通道往來。與緩沖(chong)系統的(de)配置(zhi)原則類似，飛船一側通常(chang)配置(zhi)橡膠密封(feng)(feng)圈，空間(jian)站一側配置(zhi)金屬密封(feng)(feng)面。

載人飛船為什么要對接空間站

由(you)于科學研究的需要，空間站的尺寸十分巨(ju)大。例如，“國際空間站(zhan)”由航天員居(ju)住艙、實驗艙、服務艙、對接過渡(du)艙、桁架、太(tai)陽(yang)翼等(deng)部分(fen)組成，長109米，寬(kuan)（含翼展）73米，總質量(liang)約420噸。無論是(shi)什(shen)么型號的(de)運載火箭，都不可(ke)能一次把數百噸的(de)空間站(zhan)運送到軌道上，所以只能將(jiang)各艙段分批發射，然(ran)后在太空利(li)用交會(hui)對接技術搭建起來。所以交會(hui)對接技術是(shi)建設(she)空間站(zhan)的(de)基礎。

在其(qi)他太空活動中，比如為長期在軌(gui)道上運(yun)行的(de)(de)(de)空間(jian)站運(yun)送航(hang)天員和(he)提供物(wu)資補給，或在軌(gui)航(hang)天器之間(jian)的(de)(de)(de)互訪、物(wu)資轉運(yun)或緊急(ji)救生(sheng)等，也要用到交(jiao)(jiao)會(hui)對接(jie)技術。在未來的(de)(de)(de)深空探測等航(hang)天活動中，交(jiao)(jiao)會(hui)對接(jie)技術同樣(yang)是不可(ke)或缺的(de)(de)(de)。

航天器(qi)(qi)的交(jiao)會對接是指(zhi)兩個航天器(qi)(qi)在(zai)空(kong)間(jian)軌道上會合，并在(zai)結構(gou)上連成(cheng)一(yi)個整體的技術，是實現(xian)空(kong)間(jian)站、航天飛機、太空(kong)平臺和(he)空(kong)間(jian)運輸系統等的空(kong)間(jian)裝配、回收、補給、維修、航天員交(jiao)換及營救(jiu)等在(zai)軌服務的先決條(tiao)件。