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  • 1 # 網俊中醫師

    太空中火箭對接根本沒有。火箭都是高速運動的,又不在同一個軌道上,只有對撞,就是用火箭作為進攻或者防禦的武器進行撞擊攻擊或攔截。你說的大概是軌道飛行器(比如在軌的空間站,飛船,太空梭之類)之間的交會對接吧。需要對接的不同飛行器在設計的時候都應用同一個介面規範,保證物理相容,飛行時要都在同一個軌道,所以相對速度很小,就有了對接的基礎,然後透過精確的計算,應用小型火箭進行調姿,就可以對接上了。比如我們的神州飛船和天宮空間站的對接。

  • 2 # 太空精釀

    火箭是不需要交會對接的,一般指飛船和航天器。目前,比較成熟的對接流程(以飛船對接空間站為例)如下所示:

    1. 火箭發射10多分鐘後將飛船送入太空,飛船的軌跡是近圓形,國際空間站也是一個近圓形,二者並不相交。可以想像,如果要求入軌立即對接就意味著二者軌跡需要完美相切。但這個難度太大,對火箭和航天器發動機工作時軌道控制精度要求太高,火箭發射視窗會被壓縮到只有1秒,早1秒晚1秒都不行,且依然存在大量風險,因此實際情況是二者各自保持近圓軌道;

    國際空間站位於400千米高,飛船在200千米高度左右,圖自:NASA

    2. 兩條軌道的傾角和升交點一致,但軌道高度不同,這樣二者的軌道週期不同。在此期間,位於下方的飛船有足夠長的時間緩慢精細調整軌道,準備對接階段,地面測控引導二者逼近到100千米距離;

    3. 對接前,其實不是飛船追空間站,而是空間站追飛船。飛船先到國際空間站軌道稍高且靠前的區域,然後掉頭,發動機換方向,減速+精細控制等待國際空間站“撞”上來。期間,飛船和空間站上近程引導器件會工作將二者初步瞄準,距離到數百米;

    宇航員也參與引導二者進一步接近,圖自:NASA

    4. 距離到100米以內時,飛船和空間站並不嚴格在一個軌道飛行方向、但已經進入對接走廊、實現繞飛,此時各種光學和雷達器件引導、姿態控制軌道控制發動機引導二者進一步接近;

    5. 真正逼近時,只有微推力軌控姿控發動機保持工作,在對接前關閉。二者的相對停靠速度差控制在15釐米/秒左右,從而實現交會對接過程,機械對接裝置硬連線後,很快實現管線、電源、資料通路連線。

    6. 以上方案,俄羅斯聯盟飛船、美國太空梭、中國神舟飛船都在這樣用,載人任務一般都是發射後兩天才能對接,這樣效率低、宇航員/航天員比較痛苦、但是安全性最高。當然也有快速對接方案,俄羅斯在不斷嘗試6小時(4圈軌道)、甚至3小時(2圈軌道)對接,但風險略大,通常只有無人貨運飛船會嘗試。

    一切都是安全第一,對接速度只能做此折衷。要知道飛船和空間站相對地球速度高達7.8千米/秒,是中國最快高鐵速度的80倍以上,最終的對接精度要求在釐米甚至毫米級。這就好比是兩個在不同軌道上行駛的高鐵要逐漸接近到幾乎為0的位置,在兩輛高鐵上的人共同完成把一根線穿過一個針的精度。航天器交會對接難度比這個例子還要大很多!

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