载人飞船怎么和空间站交会 载人飞船如何与空间站对接

载人飞船怎么和空间站交会

1、入轨与追踪

入轨点，就是将飞船送至与空间站处于同一轨道面、且在其后下方的特定点，则后续飞船按照规划好的变轨策略逐次抬升轨道，即可在预定时间内追上空间站。因此，入轨点是对两飞行器相对关系（高度差与位置差）的设计。不同的相对关系需要采取不同的变轨策略进行追踪，某一特定的相对关系也可以有不同的追踪策略——就相同的追踪距离而言，在更低轨道上的飞行时间占比越大，追踪越快，交会总时长越短。

2、远距离追踪与近距离接近

相距较远时，工程分别对飞船和空间站的轨道进行测定，独立确定各自的轨道，基于此制定变轨策略。其实时轨道可以由地面站进行测定和预测，也可以通过飞行器上的卫星导航数据获得。北斗全球导航的应用，使得精确实时的轨道测定成为可能。距离足够近，两个飞行器能够“呼应”彼此了，就能通过飞船上安装的测量设备（雷达、光学测量设备等）以及空间站上相应配置的合作目标（应答机、光学靶标等）获得二者间的相对位置和速度。

3、偏差修正与约束条件

从火箭发射入轨到两个飞行器追踪接近，步步有序。而在实际飞行中，每一步都可能产生误差。因此，飞行轨道控制规划需要预留轨道修正的时机，根据实际偏差情况进行实时计算、并决定是否实施修正。而所有阶段的测量和计算误差都会转化为轨控参数的误差，并且与变轨执行偏差叠加，体现在轨控后的飞行状态中。

4、交会需要停泊点

空间站沿圆轨道飞行。飞船追踪过程中，若通过变轨达到空间站后方同轨道高度的圆轨道上，则两飞行器相对距离和速度保持不变，飞船相对于空间站来说就“停泊”了。这样的停泊是由轨道规律保证的，即被动安全：只要不做动作，就没有相撞风险。

载人飞船如何与空间站对接

1、对接初始条件

交会的终点就是对接的起点。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。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。

2、从单航天器到组合体

（1）接触、接纳和几何位置校正

交会飞行完成时，飞船和空间站的位置、相对速度、相对姿态、角速度都是一致的，也就是说，对正了。但偏差仍然存在，因此，两个飞行器的对接机构相互接触后，第一件事就是消除初始偏差，让双方的机械装置相互接纳，并且校正相互的位置关系，实现完完全全的“对正”。这个动作，类似拧螺丝钉时先对准螺孔的扶正动作。

（2）缓冲并消耗碰撞能量

高速飞行的大质量航天器，即使以较小速度相互接触，冲击能量也是相当可观的。飞船和空间站中至少一方需要配置缓冲和耗能装置，减缓冲击过载，耗散或吸收撞击能量。

（3）机械连接

两个航天器接触的碰撞能量被缓冲、吸收之后，两对接端面被拉近、靠拢，然后通过机械锁系刚性连接为一体。除了要保证足够的连接刚度和承载能力，对于载人航天器，还要实现两航天器间的密封，以保证人员能够通过两个航天器的对接通道往来。与缓冲系统的配置原则类似，飞船一侧通常配置橡胶密封圈，空间站一侧配置金属密封面。

载人飞船为什么要对接空间站

由于科学研究的需要，空间站的尺寸十分巨大。例如，“国际空间站”由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱、桁架、太阳翼等部分组成，长109米，宽（含翼展）73米，总质量约420吨。无论是什么型号的运载火箭，都不可能一次把数百吨的空间站运送到轨道上，所以只能将各舱段分批发射，然后在太空利用交会对接技术搭建起来。所以交会对接技术是建设空间站的基础。

在其他太空活动中，比如为长期在轨道上运行的空间站运送航天员和提供物资补给，或在轨航天器之间的互访、物资转运或紧急救生等，也要用到交会对接技术。在未来的深空探测等航天活动中，交会对接技术同样是不可或缺的。

航天器的交会对接是指两个航天器在空间轨道上会合，并在结构上连成一个整体的技术，是实现空间站、航天飞机、太空平台和空间运输系统等的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。