首頁>Club>
10
回覆列表
  • 1 # 魑魅涅磐

    按照鋼鐵俠馬斯克的發射計劃,旗下的SpaceX公司的”載人版龍飛船“將在本月底前發射升空,並搭載兩名宇航員與國際空間站對接,同時還承擔著為國際空間站運輸物資和替換兩名宇航員返回的發射任務。那麼從載人飛船的整個發射過程來說,飛船並不是直接與火箭分離後就直接和國際空間站對接的,而是需要藉助自身動力完成變軌操作後,才能逐步與國際空間站對接,如果對接不成功放棄對接的話,飛船還得再次變軌回當初的船箭分離軌道,並擇機返回地球,所以對於航天器而言,其實不管是載人飛船還是任何繞地飛行或者前往其他星球的探測器,在火箭分離後都是需要經過變軌達到預定軌道的。這就像開車上高速一樣,不能說你出家門口就直接是高速入口吧,而前往高速入口的這個階段就相當於飛船的變軌操作。首先在說飛船如何變軌之前,我們先說一下飛船為什麼要變軌?我們以中國全部發射成功的神舟載人飛船為例,在整個發射流程中,我們能夠聽到直播大螢幕背後宣佈船箭分離後,飛船會有一個遠地點加速、近地點減速的過程,這是因為神舟飛船與火箭分離後,此時飛船雖然已經成功入軌,但是此時執行軌道高度大概只有250公里左右,而且這個時候飛船雖然沒有推進力了,但是仍然具備每秒高達幾公里的滑行速度,所以此時神舟飛船並不是在250公里高度做圓軌道執行,而是在近地點250公里到遠地點350公里的橢圓軌道上執行。通俗地說就是遠地點時衛星速度最慢,不足以維持它做圓周運動,所以需要加速,但是過了遠地點後飛船會被地球引力拉著越飛越近、速度越來越快,所以需要減速飛行,並逐漸是飛船的執行軌道從初期的橢圓形向圓形軌道轉變。如果對於神舟五號之前的無人飛船而言,橢圓形軌道也是能夠安全執行的,只是返回時有些麻煩罷了。但是到了後面神舟飛船載人後不僅要完成載人返回操作,而且後期還和天空飛行器需要對接,所以這個時候神舟飛船發射升空後第一件事就是及時變軌操作。再說回載人版的龍飛船,這次發射的載人版龍飛船不光要安全執行在近地軌道上,而且還要與執行高度400公里左右的國際空間站成功對接,將兩名航天員替換和運輸補給物資,但是發射載人龍飛船的獵鷹9火箭第二級也就是能夠在真空環境下工作的上面級與龍飛船分離的時候,這個時候飛船的飛行高度大概只有260公里左右,和將要對接的國際空間站在高度上差的還很遠,而且此時飛船執行軌道是一個橢圓形軌道,所以在獵鷹9上面級和龍飛船分離後,飛船會繼續無動力滑行大概十幾分鍾,藉助很高的滑行速度將執行軌道高度提升至330公里左右,並且在整個繞地球飛行過程中,透過飛船上裝備的推進發動機定時點火實現遠地點加速、近地點減速的過程,以使得整個載人版龍飛船執行軌道高度越來越高、執行軌跡越來越接近圓形執行軌道。等待執行軌道逐步變圓、執行高度逐漸更高、但是更接近國際空間站執行軌道傾角、執行軌道高度時,飛船上的推進發動機再次不間斷點火,使得飛船像汽車從匝道併入主幹道一樣,插進既定執行軌道並越來越接近國際空間站,此時飛船完成了第一次變軌操作。等到載人版龍飛船距離國際空間站距離大概在一千米左右的時候,相比之前貨運版龍飛船需要藉助國際空間站上的機械臂將其與對接艙口對接不同,載人版龍飛船前部的鼻錐會開啟露出對介面和朝前的對接輔助推進器,並在自動對接系統的控制和輔助對接推進器的姿態控制下,將龍飛船和預定空間站對接艙口成功對接;如果自動對接失敗的話,龍飛船內的兩名航天員還能選擇手動對接,再不行的話就只能放棄對接返回地球了。等到飛船準備和國際空間站分離時,兩名準備返回地球的航天員將會重新進入龍飛船內,並將空間站上的一些垃圾物資帶入飛船內帶回地球。如果此時國際空間站執行軌道高度過低、軌道傾角不利於飛船返回的話,假設飛船內的推進燃料還很充足的情況下,飛船會啟動主推進器,透過多次不連續點火來加速整個國際空間站執行速度,並使得空間站執行高度和執行傾角更有利於空間站長期在軌執行和滿足龍飛船返回需求。接下來載人版龍飛船正式和國際空間站分離,並且啟動主推進器開始改變執行軌道高度和軌道傾角,讓其執行軌道由圓形開始重返當初的橢圓形執行軌道,這是龍飛船的第二次正式變軌操作。然後等飛船降低執行軌道高度大概在250公里左右時,龍飛船的載人返回艙和連線的服務艙開始分離,返回艙開始按照預定返回方式重返大氣層,並且最終在多個降落傘的減速作用下,安全濺落在佛羅里達海岸附近的大西洋上。分離的服務艙則會在近地亞軌道繞地執行並逐漸失控墜落燃燒在大氣層內。這就是整個載人版龍飛船從發射到返回地球的整個發射流程,在整個發射流程中龍飛船會經歷兩次正規且持續時間較長的變軌操作,當然這個變軌操作基本都是計算機控制下的自動變軌操作,人為操作只適用於自動對接失敗需要手動對接,或者緊急突發狀況下需要返回地球時才會選擇手動變軌操作。

  • 2 # 北緯已北2020

    無論中國、俄羅斯還是美國的載人飛船都具有一定程度的可機動變軌能力。當然目前所以載人飛行器的機動變軌都要在地面人員的調動下進行,一般情況下載人飛船抵達預訂軌道之後是不會輕易變軌的,飛船從地面上攜帶的燃料是有限的,而目前航天器變軌多采用反推發動機做工和定向壓縮氣體噴射技術,無論哪一種都要消耗大量的燃料,導致載人飛船在軌停留時間變短。

    以speaceX載人龍飛船為代表的美國最新及現役的載人飛船,採用的是反推發動機來進行變軌,同時又承擔逃逸的功能。分佈在飛船周邊的小發動機主要是為了給飛船的姿態調整提供動力。

    說起美國的載人飛船自動變軌,不得不提起的就是美國的神秘太空飛機X-37B,雖然太空飛機和飛船有很大的不同,到有一點是相同的,他們同屬為太空軌道飛行器。美軍的X-37B目前已經進行了五次太空飛行,是目前唯一能夠全自動返航的太空飛機,具體執行什麼任務外界也只是猜測,當然我們也不會知道。早在2011年波音就曾提出過X37B的升級版——X37C,這就是美軍載人版太空飛機,最多可搭載6名宇航員往返於國際空間站,類似於迷你版太空梭。

    目前為止,有關X37C的訊息更是撲朔迷離,重出不窮。根據網上流傳及一些專家的看法,研發載人太空軌道飛機是遲早的事。畢竟,這種機動靈活的太空飛機太顯重要了。尤其對美國太空軍更為重要。當然如果類似於X-37B這樣的太空載人飛機研發出來,相較於載人飛船,變軌將更容易。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 梔子花上面這個白色的東西是什麼?