神舟十六号载人飞船发射成功后,接下来就要与空间站进行交会对接,在距离相隔上万公里的太空中,飞船既要找到空间站,还要对得准。更关键的是,这次神舟十六号还要从空间站下方进行径向交会对接。那么交会对接如何实现呢?据了解,飞船入轨之后,神舟十六号大约需要6.5个小时来完成此次交会对接。
交会对接大约需要6.5小时
(资料图片仅供参考)
神舟十六号与火箭分离后,将进行多次变轨,来到与空间站相同的轨道上。
航天科技集团五院载人飞船系统项目技术副经理 邵立民:飞船入轨后,通过咱们的北斗导航信息进行绝对的定位,就是确定飞船在轨道中的位置,然后控制飞船要执行6次轨道控制任务,这个过程大概是绕地球飞行3圈的时间。
据介绍,神舟飞船绕地球飞行一圈大约需要一个半小时,经过三圈的飞行,也就是约四个半小时后,神舟十六号飞船将来到相距空间站50公里位置。
航天科技集团五院载人飞船系统项目技术副经理 邵立民:50公里的时候,飞船自己的交会测量敏感器,像微波雷达、空空通信设备这些就能跟空间站建立交互了,这时候我们飞船实际上是瞄准空间站这个目标来走的。
接下来,神舟十六号飞船就要不断地确认位置关系,调整自己的姿态和速度,逐渐靠近空间站,来到距离空间站约2公里的“中途瞄准点”。对于此次径向交会对接任务来说,这是一个非常关键的节点。在过了“中途瞄准点”之后,飞船就要开始进行姿态的调整,做好径向对接的准备。
航天科技集团五院神舟飞船制导与控制分系统副主任设计师 张一 :神舟十六号从这个水平对地的飞行会逐渐将船头朝向上方完成一个90度的这样一个动作,然后到空间站的下方的200米处。
此时,飞船将完成姿态调整,处于和空间站垂直的方向,到了这一步,神舟十六号还不能直接与空间站对接,而是还需要进行一个转身。
航天科技集团五院神舟飞船制导与控制分系统副主任设计师 张一:在200米保持的期间,它还有一个滚动180度的这样一个调姿的动作,它要转个圈,主要是为了适应对接机构的方向。
在最后对接过程中,神舟十六号将不断靠近核心舱径向对接口,在相距19米的时候,飞船还要进行短暂的停留,对最终状态进行确认。 最后,神舟十六号缓缓靠近核心舱,此时飞船上的主动捕获装置,在对接时会提前伸出,就在与核心舱的对接机构接触的一瞬间,紧紧抓住并拉回再锁死,最终完成对接。这一系列动作全部都由飞船自主完成。
航天科技集团五院载人飞船系统项目技术副经理 邵立民:我们有能够达到毫米级的测量的敏感器,就是一些光学敏感器,能够测量两个航天器之间的相对位置和相对姿态,然后我们的控制精度也到厘米级,飞船一直往上走,直到对接机构导向板互相插合,它就是一个自动控制的过程。
“小船”对接“大站”
挑战百吨级交会对接
神舟十六号发射入轨后就要去找空间站组合体并和它交会对接。这次交会对接,是8吨重的神舟飞船与百吨级的空间站组合体实施径向对接,任务难度高,对接机构是否能经受考验呢?
神舟十六号发射后,将通过快速交会对接的模式,经过约6.5小时的飞行,从空间站径向对接口也就是空间站的“下方”与空间站对接,对接百吨级的航天器,为对接机构的研制带来了不小挑战。
航天科技集团八院神舟载人飞船系统副总指挥 丁同才:一个方面就是在通过地面的实验来验证我们的捕获能力,另外一方面也验证我们的交会对接锁同步性,这样的话看看能不能满足我们现在空间站任务的要求。前期充分的试验证明,我们目前神舟十六对接机构能够满足我们新的技术状态的一些变化。
据介绍,在神舟十二号飞船研制之初,科研人员就考虑到了神舟飞船对接大吨位空间站的情况,并进行了一系列的升级,目前,神舟飞船具备与8吨级到180吨级航天器进行对接的能力。
航天科技集团五院载人飞船系统总体主任设计师 高旭:这个也是我们批产的一个思路,我们并不是只针对本次任务去做验证,而是针对整个空间站阶段所有可能遇到的飞行模式、对接模式来进行统一的验证,后续即使是对接目标继续增长,那么这个载人飞船都是能够适应的,这样也大大节省了我们验证的成本。
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