“双子星座”号飞船的任务是什么?

“双子星座”号飞船的任务是什么?,第1张

美国用“水星”号飞船完成了首次载人航天发射后,美国又开发了“双子星座”飞船,作为从“水星”到“阿波罗”计划之间的过渡。

其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。该计划历时5年,完成了10次环地轨道载人飞行,每次2人,共花费128亿美元。“双子星座”号飞船计划是为“阿波罗”号飞船计划提供飞行经验,准备各种技术条件,提供经过训练并富有实际飞行经验的航天员。“双子星座”号飞船计划始于1961年11月,结束于1966年11月。这期间共进行了12次飞行试验,其中2次不载人,10次载人。"双子星座"号飞船由再入舱和连接舱组成,其飞行试验重点解决了轨道交会、对接、航天员出舱活动和机动飞行变轨等技术问题。

猎户座飞船的载人模块计划由洛克希德·马丁公司建造,可以容纳四至五名机组人员。与之对比,阿波罗飞船的载人模块只能接载三名人员,但航天飞机则可载七名人员。

猎户座飞船“载人及服务模块”(CSM)的结构包括两个主要的部分:一个圆锥形的载人舱,以及一个圆柱形的服务舱。后者除了提供飞船的推进动力之外,还提供额外的供给。这两者都是在1967年至1975年执行任务的阿波罗号飞船命令及服务模块的基础上进行设计的,除此以外,还参考了航天飞机计划中所衍生出来的新型技术。探索系统任务部综合办主任尼尔·伍德沃德认为“使用现有技术和解决方案能降低风险”。

虽然猎户座飞船采用了与六十年代开发的阿波罗飞船相近的设计理念,其载人模块将会使用数项较为完善的技术,包括:

“玻璃驾驶舱”数字化控制系统衍生于波音787飞机中的驾驶舱,类似俄罗斯进步号飞船和欧洲自动运载飞船的自动对接系统,该系统允许在紧急情况下由宇航员全权控制。此前的其他美国飞船,如双子座、阿波罗飞船,以及航天飞机等,在进行对接时都需要手动操作。

改进过的废弃物管理设备,包括一个微型野营式马桶,以及一个在航天飞机和国际空间站中已投入使用过的不分性别的“便溺管”。其中航天飞机的“便溺管”系统是基于天空实验室上的系统开发的,而国际空间站的系统则是基于联盟号、礼炮和和平号国际空间站的同类系统。因此,在该飞船中将彻底取消遭人恨的“阿波罗袋子”。之所以称为“阿波罗袋子”,是因为阿波罗飞船上的宇航员必须使用这种“设备”。该“设备”其实就是一个开口处有粘性的塑料袋,排便时需要将其粘贴在屁股上,然后再进行排便;

一个氮气/氧气混合空气环境,保持海平面的大气压(1013kPa),或者稍低(552至703kPa);

一个比之前任何载人飞船更加先进的计算机系统。

该模块的另一个特性是可以部分重复使用。美国国家航空航天局计划让每一个该模块可以执行最多10次飞行任务,以便能形成包含载人及无人驾驶的猎户座飞船船队。无论是载人模块还是服务舱,都将会使用铝合金来建造。这种材料已被应用于航天飞机的外部燃料箱、德尔塔-4运载火箭以及宇宙神-5运载火箭的建造上。整个模块的隔热方式,和飞船中其它非关键部位如货舱门是一样的,都是用诺梅克斯材料制成的隔热毡进行包裹。可重复利用降落伞是基于阿波罗号及航天飞机固体助推器的降落伞进行设计的,并同样使用了诺梅克斯布料来制作。猎户座的载人模块只能够通过在水上降落来实现回收,这也是载人飞行任务时唯一可行的在地球上降落的方式。

为了使猎户座飞船能够与国际空间站或者其它星际飞船对接,对接系统采用了新的低冲击对接系统设计。该设计是航天飞机上所使用的通用对接环的简化版本,有趣的是航天飞机上的这一系统其实是源自于1975年俄罗斯为阿波罗-联盟测试计划而设计的对接系统。飞船及对接接合器均设置了水星号和阿波罗号上所使用的发射逃逸系统,以及源自阿波罗飞船上的玻璃纤维推进器保护罩。升空过程中的前2%时间内出现问题,这些装置将保证载人模块能安全逃逸。

猎户座载人模块的形状与阿波罗号指挥舱类似,是一个顶角为575°的圆台体。其投影直径为502米,长度为33米,重85吨。它的总体积将会阿波罗号的25倍,内部空间容积约为59立方米,可承载4至6名宇航员。经过长期的研究,美国国家航空航天局决定选用低密度碳化烧蚀材料(Avcoat)作为重返大气层时的热盾材料。低密度碳化烧蚀材料是由玻璃纤维及酚醛树脂构成的蜂窝结构,其中填充以石英纤维。该材料曾在阿波罗计划中使用,并在航天飞机早期飞行任务中用在了特定的部位。 逃逸系统

猎户座发射失败逃逸系统试验品在美国国家航天局兰利研究中心装配完成。

发射终止试验

阿连特技术系统公司(ATK)在2008年11月20日成功的进行了第一次发射终止试验。该逃逸系统的引擎能提供2,200千牛的推力,以便在发射场上,或者发射后高度在91公里之前发生紧急情况时进行逃逸动作。这个逃逸测试是该引擎在上述范围内出现的逆向气流范围之内进行的第一次测试。

这一次逃逸点火试验对引擎和其他组件进行了一系列的测试,该测试是为了在2009年春天进行下一个主要的、具有里程碑性质的试验做准备。后者是一次全尺寸的实物模型试验。

探路先锋2009年3月2日,一个先行制作好的逃逸模块的试验品,从兰利研究中心运往新墨西哥州的白沙导弹靶场进行测试。这一个探路先锋除了含有一个真实的逃逸模块之外,还包括了猎户座的实物大小模型。在导弹八成将会制作一个14米高的火箭,以进行第一次发射台终止逃逸试验。

阿波罗计划(Apollo Project)又称阿波罗工程,是美国从1961年到1972年从事的一系列载人登月飞行任务。1969年7月16曰,巨大的“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪角发射场点火升空,开始了人类首次登月的太空征程。美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、埃德温·奥尔德林、迈克尔·科林斯驾驶着阿波罗11号宇宙飞船跨过38万公里的征程,承载这全人类的梦想踏上了月球表面。这确实是一个人的小小一步,但是整个人类的伟大一步。他们见证了从地球到月球梦想的实现,这一步跨过了5000年的时光。

工程开始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功结束,历时约11年,耗资255亿美元,先后完成6次登月飞行,把12人送上月球并安全返回地面。在工程高峰时期,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。阿波罗计划不仅实现了美国赶超苏联的政治目的,其科研成果还带动了20世纪60、70年代美国和全世界计算机技术、通信技术、测控技术、火箭技术、激光技术、材料技术、医疗技术等高新技术的全面发展,把科技整体水平提高到了一个全新的高度。整个阿波罗登月计划共获得了3000多项专利。在经济方面,据统计,在阿波罗计划上投入的每1美元平均带来了5美元左右的效益。

[b]各次阿波罗任务[/b]

阿波罗计划中包括11次载人任务,从阿波罗7号一直到阿波罗17号,全部从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。阿波罗4号到阿波罗6号都是无人测试飞行(正式地讲没有阿波罗2号和阿波罗3号)。

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阿波罗1号

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1967年1月27曰。宇航员维尔基尔-格里森、 爱德华-怀特和罗杰-查菲在今晚一场大火中身亡。 当时这场大火吞没了他们的阿波罗1号飞船。原计划2月21曰飞船发射并把他们送上地球轨道14天,就在进行这次发射的模拟演习中,他们死于地面。

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国家航空与航天管理局官员说,大概是一个电火花点燃了阿波罗飞船座舱的纯氧。这三名宇航员如同真地飞行那样并肩坐在肯尼迪角第34号发射架上的“土星” 1号火箭顶部,就在这天下午6点31分,发生大火。

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他们被卡在关闭的舱门后面,无法使用阿波罗安全系统,因为被导弹拖车挡住了。急救人员试图接近他们,却被舱内滚滚冒出的浓烟阻挡。空军及国家航空航天局收集了所有与火灾有关的资料。官员们说:“人员和飞船的损失给阿波罗登月计划以严重打击。面对预算削减的困难,阿波罗计划一直努力奋斗以求在60年代末实现登月。

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阿波罗7号

推进装置:“火星”1B火箭

时间:1968年10月11曰-22曰

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乘员:希拉、艾西尔和坎宁哈姆

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飞行时间为10天20小时,共绕地球飞行163圈,这是阿波罗飞船的第一次载人地球轨道飞行。首次载人飞船上的电视直播。[/color][/size]

b]阿波罗载人登月工程[/b]

一、登月方案:包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。从“阿波罗”号飞船的3种飞行方案中选定月球轨道交会方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。

二、辅助计划:为登月飞行进行准备的4项辅助计划是:①“徘徊者”号探测器计划(1961-1965年):共发射9个探测器,在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况的照片18万张,以了解飞船在月面着陆的可能性。②“勘测者”号探测器计划(1966-1968年):共发射5个自动探测器在月球表面软着陆,通过电视发回86万张月面照片,并探测了月球土壤的理化特性数据。③“月球轨道环行器”计划(1966-19677年):共发射3个绕月飞行的探测器,对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片,获得 l000多张小比例尺高清晰度的月面照片,据此选出约10个预计的登月点。④“双子星座”号飞船计划(1965-1966年):先后发射10艘各载2名宇航员的飞船,进行医学-生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。

三、运载火箭:“阿波罗”号飞船使用大推力的“土星”号运载火箭发射。运载火箭研制分两个阶段进行:①研制“土星”1号和1B号,用以获取大型运载火箭的研制经验并进行“阿波罗”号飞船的 飞行试验。②研制“土星”5号巨型3级运载火箭作为飞船登月的 运载工具。

四、试验飞行:1966-1968年进行了6次不载人飞行试验,在近 地轨道上鉴定飞船的指挥舱、服务舱和登月舱,考验登月舱的动力 装置。1968-1969年,发射了"阿波罗"7、8、9号飞船,进行载人飞 行试验。主要作环绕地球、月球飞行和登月舱脱离环月轨道的降 落模拟试验、轨道机动飞行和模拟会合、模拟登月舱与指挥舱的分 离和对接。按登月所需时间进行了持续11天的飞行,检验飞船的 可靠性。1969年5月18曰发射的"阿波罗"10号飞船进行了登月 全过程的演练飞行,绕月飞行31圈,两名宇航员乘登月舱下降到 离月面152公里的高度。

五、"阿波罗"号飞船:"阿波罗"号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。

1指挥舱——宇航员在飞行中生活和工作的座舱,也是全飞船的 控制中心。指挥舱为圆锥形,高32米,重约6吨。指挥舱分前 舱、宇航员舱和后舱3部分。前舱内放置着陆部件、回收设备和姿 态控制发动机等。宇航员舱为密封舱,存有供宇航员生活14天的 必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机,各种仪器 和贮箱,还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和无线电分系统等。

2服务舱——前端与指挥舱对接,后端有推进系统主发动机喷管。 舱体为圆筒形,高6。7米,直径4米,重约25吨。主发动机用于轨 道转移和变轨机动。姿态控制系统由16台火箭发动机组成,它们 还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与 服务舱分离等。

3登月舱——由下降级和上升级组成,地面起飞时重147吨,宽 43米,最大高度约7米。①下降级:由着陆发动机、4条着陆腿和 4个仪器舱组成。②上升级:为登月舱主体。宇航员完成月面活 动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。上升级由宇航员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。宇航员座; 舱可容纳2名宇航员(但无座椅),有导航、控制、通信、生命保障和 电源等设备。

4登月飞行——"阿波罗"11号飞船于1969年7月20-21曰首次 实现人登上月球的理想。此后,美国又相继6次发射"阿波罗"号 飞船,其中5次成功。总共有12名航天员登上月球。

截至1972年12月最后的“阿波罗17号”登月为止,先后有12名宇航员登上月球表面。这一系列登月活动大大丰富了人类对月球的认识。各次“阿波罗”飞行都对月球表面进行广泛考察,搜集了大量月球岩石、土壤标本,其中从月球上带回地球的月岩样品就达440千克。“阿波罗”飞行同时把许多仪器安装在了月球上,进行科学研究,如太阳风实验和月震测量等。[/color][/size]

纵观中国载人航天计划

经过调整,中国载人航天计划终于逐步走上正轨,并将首次发射

试验的时间定位于1999年。中国载人航天工程分为7个大系统,分别

是:飞船系统、运载火箭系统、航天员系统、发射场系统、地面

测控系统和着陆场系统。每一系统又包括若干分系统,比如宇宙

飞船系统就包括飞控分系统、载荷分系统、生命保障分系统等。

可以说,相对于中国的科技实力而言,中国载人航天计划的复杂

程度绝不亚于美国阿波罗计划。

中国载人航天计划是继“两弹一星”以来中国最重大的科技系统

工程。包括王永志、戚发轫、王德臣、闵桂荣等一大批中国航天

的资深专家担任了这一工程的决策、设计和指挥工作。来自中国

航天工业总公司、解放军总装备部(其前身为国防科工委)和中

央专门委员会的10万余名航天工程师和军人参与研制这一复杂的系

统工程。

中国载人航天工程耗资巨大,据估计总数达数百亿元人民币,全

部由国家投 承担。中国相继修建了用于装配和发射新型运载火

箭的组装塔楼和发射台,以及一系列指挥、测控设施。中国还相

继建造了亚洲最大的震动试验塔和微重力落塔,用于模拟飞船飞

行全过程的状态。特别值得一提的是,坐落在北京西郊山谷中的

航天环境模拟中心,建有世界领先的载人飞船全过程模拟设备。

在这里,载人飞船被放入一个巨大的真空罐中,建立太空低温环

境,通过模拟器模拟太空飞行的状态,测试飞船的真空性能。该

设施规模居亚洲第一,仅次于美、俄的类似设施。

虽然从战略上中国早已具备进行载人航天的能力,但是在这一工

程的实施过程中,仍然需要解决许多问题。其中最关键的技术,

就是安全、可靠的航天器返回技术。在早先的“尖兵”系列卫星

上,中国已经能够娴熟的运用航天器返回技术,并创造了连续13次

卫星返回回收的成功。这为载人航天计划的实施积累的大量经

验。现在,随着中国载人航天计划的进行,相信中国航天器返回

回收技术又达到了一个更高层次。

其他的关键技术,包括控制载人飞船复杂的在轨姿态,以及高空

火箭发动机、航天员生命保障系统和全球不间断的地面指挥测控

网等。据信,在这些领域,中国已经取得了突破性进展,并且正

在逐步走向技术上的成熟。

3.中国载人航天运载火箭

可以说,中国早在1976年就已经拥有了可用于发射载人飞船的运载

火箭。纵观长征系列运载火箭,除了长征一号运载能力稍小外,

其余型号的运载能力都在2500千克以上,完全有能力将小型宇宙飞

船送入近地轨道。因此,载中国载人航天计划的所有关键技术

中,运载火箭技术是最成熟的。

中国载人航天计划的运载火箭系统,主要的任务就是选择现有的

某一型号火箭进行重新设计,使其胜任运载宇宙飞船的特殊要

求,并大大提高其可靠性。经过一系列比较,中国最终选择长征2

号E捆绑式运载火箭作为载人航天运载火箭的原型。长征2号E捆绑

式运载火箭曾经多次用于发射国内外大型通信卫星,其可靠性达

到95%以上,并经受过实际发射的检验。同时,该型运载火箭具有

97吨的近地轨道运载能力,为搭载更大型的载人航天器提供了较

大的能力空间。

为了使长征2号E捆绑式运载火箭能够胜任载人航天计划的要求,中

国运载火箭技术研究院对其进行了可靠性方面的重新设计。新型

火箭被称为长征2号F运载火箭。该型号采用了与原长征2号E完全不

同的冗余模式和设备备份方案。对于制导、控制、分离和发动机

等部分,还进行了进一步的改进。据称,重新设计后的新型火箭

可靠性提高到97%以上。

长征2号F运载火箭还安装了与长征2号E不同的整流罩,用于容纳外

形尺寸更大、更长的载人飞船。载整流罩的头部安装了火箭逃逸

塔。如果火箭在起飞时出现致命的故障,逃逸塔上的小型火箭发

动机将会把整流罩连同宇宙飞船拉离火箭本体,上升大约2千米的

高度,然后张开降落伞使飞船软着陆,挽救航天员的生命。中国

是掌握这一技术的第三个国家。

为了优化装配安全性和勤务性能,长征2号F运载火箭采用了与长征

2号E不同的装配模式。长征2号F的各助推器和组件运送到发射场

后,将被装配在一座塔楼中的大型发射/运送拖车上。全部安装和

测试工作也都在这座塔楼中完成。在发射的当天,火箭才由大型

发射/运送拖车垂直运往700米外的发射台,与脐带塔相连,并完成

发射。这种方式与美国航天飞机的装配模式相同,大大优化了火

箭的基地勤务可靠性。

冷战时期苏联航天计划解密

苏联的航天计划是冷战时期最大的机密。然而最近几年,由于俄罗斯航天组织为了赢得潜在的西方客户的信任和重视,开始公开发表有关冷战时期航天活动的文献资料和,这使人们有幸通过苏联航天器的照片、政府报告、学术论文以及记者的采访记录,最终可以了解铁幕后面所发生的所有事件的概貌。

以天制天,防御武器搬上太空站

20世纪70年代,苏联一直怀疑美国航空航天局公布的太空探险计划存有敌意,担心其背后隐藏有攻击自己航天器的计划。为此,苏联在这一时期发射的一系列重达20吨、可在轨道上运行1年的“礼炮号”太空站时,每次都把人送上去停留数月。对此,西方观察家推测,“礼炮号”名义下包括两个截然不同的计划,一个是进行民用科学研究,另一个是开辟包括侦察在内的军事应用目的。

对于民用型,苏联提供了太空站的设计图和内部照片,甚至允许记者去参观训练用的实体模型。但对另一种,迄今只播放过几幅模糊不清的电视图像。直到1997年,即它首次飞行20年后,西方记者才能看到军用“礼炮”号的地面模拟器。

原来,为了对付来自于美国的威胁,同时也是为了达到真正占领太空的目的,苏联曾一度设想将太空站做为具有侦察、指挥和作战中心功能的太空军事基地,用以侦察美国的军事目标及摧毁美国的航天器。宇航站有效容积大,可装载如长焦距照相机那样大的各种大型复杂仪器。宇航员在空间站上利用肉眼和各种先进的遥感仪器相配合,可侦察、监视飞机、坦克、雷达站、导弹发射场、部队集结等各种军事目标。

事实上,苏联自1971年4月19日发射第一个宇宙空间站“礼炮”-1号以来,已发射了7艘“礼炮”号空间站。“礼炮”-3号、“礼炮”-5号专门用于军事目的,“礼炮”-4号、“礼炮”-6号、“礼炮”-7号也可用于军事目的。其中1977年发射的“礼炮”-6号空间站装载了50多种仪器设备,苏联宇航员在一次绕地球3000多圈的飞行中,用6波段多光谱照相机和其它仪器设备,拍摄了1万多张照片,对美国全部领土和领海进行了电子照相侦察,取得了大批军事情报。而“礼炮”-7号5分钟拍摄到的照片工作量,用飞机拍摄需要两天才能完成。

除了具有侦察功能的太空站进行了真正的应用外,苏联工程师们还曾设计了装备不同防御武器的多种太空站,其中有装备大炮的、装备激光武器的,也有装备太空导弹的。但由于经费和技术等诸多原因,这些太空站实际上并未制造。

“杀手”凸现,反卫星系统欲盖弥彰

军事卫星的出现,对敌方构成了极大的威胁,为了消除这些威胁,苏联人利用技术上的优势,开始积极研制太空卫星“杀手”—反卫星武器系统。早在1964年,苏联就成立了国土防空军空间防御部,专门致力于反卫星武器系统的研制与开发。

从整个发展过程看,至今主要经历了四个阶段:即从1964年至1968年的早期研制阶段;从1968年至1971年的拦截试验阶段;从1972年至1975年的改进设计阶段以及从1976年至今的实用试验阶段。目前,经过数十次的反卫星拦截试验,苏联的反卫星武器系统已初步具备了实战的能力。

从其作用方式上来看,苏联研制的反卫星武器系统主要有两种类型:一种是“以星反星”,就是以卫星反卫星。苏联早在1963年就开始研制一种共轨道的反卫星卫星。从1967年到1968年底,苏联共发射了39颗“宇宙”号目标卫星和拦截卫星,进行过近20次空间拦截试验,并取得了比较理想的效果。拦截卫星长42米,直径18米,用SS—9型洲际火箭发射入轨,可在150—1700公里的高度范围内捕捉目标,攻击低轨道上的各类军用卫星。苏联研制的第二种反卫星武器系统是“以能反星”,也就是用定向能武器反卫星。

苏联早在60年代就开始研制激光武器。据悉,苏联军方拥有一项比美国规模更大的激光武器发展计划,有1万多名科学家和工程师从事激光武器的研制,有12个激光武器研究和试验基地以及6个激光武器试验场。另据最新消息透露,苏联在莫斯科南面50公里处的托罗伊茨克和中亚的萨雷沙甘基地附近都安装了大功率高能激光武器系统,其中萨雷沙甘至少装有两台高能激光发射器。有迹象表明,一台可摧毁500公里以外的卫星,另一台可摧毁3000公里范围内的卫星。

在反卫星作战中,激光武器通常有四种作战方式:一是完全摧毁卫星;二是干扰或破坏其光电系统;三是推动卫星,使之在空间姿态失稳,天线失灵;四是用X射线激光照射,使敌卫星产生静电现象,破坏卫星的光电系统。种种迹象表明,苏联的激光武器有摧毁和干扰美国低轨道卫星的能力。1975年11月,苏联用试验陆基激光武器将美国飞抵苏联西伯利亚上空的预警卫星和侦察卫星“打瞎”。

1981年3月中旬,苏联的一颗“宇宙杀伤者卫星”用高能激光武器,使美国一颗卫星中的照相、红外和电子设备完全失效。此外,美国的照相侦察卫星还发现苏联在塔基克境内的努克列水库附近的一座高山上修建了激光站。据分析,这种双管激光器可以把激光发射到120公里的高度,可摧毁轨道上美国卫星的太阳能配电盘。

苏联在反卫星武器系统方面取得的突破性成功,使美国人感到极为震惊。1987年10月23日,美国航天司令部在一份报告中写道:“苏联日益增长的激光器和太空武器摧毁美国军事卫星的能力使西方的作战能力遇到了重大的危险。”美国空军将领约翰皮奥特罗卡斯基也惊呼:“苏联最新激光武器显然能使地球低轨道上的卫星失去作用并能使两三万公里高空运行的卫星至少受到损失。”美国政府也不得不承认,“莫斯科在反卫星武器系统方面遥遥领先了华盛顿”,并预言“如果技术方面发展获得成功,苏联人可能在90年代部署作战用的太空卫星激光武器。在2000年以后,可能有能力部署防御弹道导弹的太空武器系统。”正是基于这个原因,美国也开始了紧锣密鼓的反卫星武器系统的研究。

飞船的话太多了……神舟系列、水星系列、东方系列等等……(笑)

谢谢!

参考资料:

http://bbshefeicc/archiver/tid-993239

宇宙飞船(英语名为spaceship),是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月,一般乘2到3名航天员。

世界上第一艘载人飞船是“东方”1号宇宙飞船。它由两个舱组成,上面的是密封载人舱,又称航天员座舱。这是一个直径为23米的球体。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统,以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱,它长31米,直径为258米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统,供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方”1号宇宙飞船总质量约为4700千克。它和运载火箭都是一次性的,只能执行一次任务。

1966年3月17日,“双子星座”8号的宇航员进行了首次太空对接。之后不久,由于飞船损伤系统突然失灵,宇航员们不得不进行紧急着陆处理。宇航员尼尔-A-阿姆斯特朗和戴维-R-斯考特在计划为期3天的飞行使命中的第5圈飞行时,操纵其双子星座封舱与阿根纳号宇宙飞船对接成功。半小时后,双子大发了像星号密封舱开始旋转并失去控制。接着,宇宙飞船上12只小型助推火箭中的一只原因不明地起火。宇航员随即将其飞行器与阿根纳号分离,并成功地在太平洋上降落。质量约为4700千克。

只用六个小时,神舟十二号与空间站核心舱完成对接,航天员快速入驻空间站!经过天舟货运飞船两次快速交会对接的演练,神舟十二号载人飞船第一次使用快速交会对接技术把宇航员送到了中国空间站,以后快速交会对接将成为中国飞船的常态了。那外国的飞船可以进行快速交会对接吗?

一、快速交会对接居然是老技术了

答案可能有点让人意外,不仅美国和俄罗斯都掌握快速交会对接的技术,而且美国和苏联早在上世纪六十年代就开始实践快速交会对接了。中国的天舟飞船和神舟十二号载人飞船都是4圈对接的方案,大概用时6个小时左右。但是美国和苏联当年都实践了更快的交会对接。载人交会对接的记录是美国”双子座11”飞船1966年9月创造的,用时94分钟。无人交会对接记录是苏联创造的,1968年4月“宇宙号213”用时47分钟与“宇宙号212”完成交会对接。

相对于现在的6小时交会对接来说,当年美苏的交会对接要快多了。而且美苏早期的交会对接往往都是快速交会对接。虽然不是6小时对接,但一般都控制在一天以内。按现在的标准,24小时以内完成交会对接叫快速交会对接,2-3天完成的叫慢速交会对接。所以,在上个世纪快速交会对接是常态。

二、美苏为什么放弃了快速交会对接

但是后来美苏不约而同地选择了慢速交会对接。美国放弃快速交会对接的原因很简单,美国宇航员会晕船。不要笑,确实是晕船,只不过他们晕的不是轮船而是载人飞船。用术语说,那叫航天运动病,头晕、恶心、呕吐,还可能有感觉错位的症状。

精挑细选的航天员仍然难以避免太空晕船,有三分之一到一半的宇航员可能会有航天运动病。美国为了保障对接精度,往往都是采用手动交会对接,如果航天员晕船的话,对接很容易失败。一般来说,发射后很快就会有晕船的症状,8-12小时是比较严重的时候,这时候如果操作飞船的话,很容易出现失误。但是,30多个小时以后,症状就会缓解,美国选择50小时的交会对接方案,可以明显减少航天运动病的影响,确保交会对接的成功。

苏联早期的交会对接使用自动方案,可以减少航天员操作的影响,所以苏联使用快速交会对接的次数比较多。但是,由于快速交会对接对轨道控制和发射精度的要求比较高,失误的概率就会比较大,后来苏联也逐步放弃快速交会对接了。中国最初的交会对接操作也都是慢速交会对接。

三、快速交会对接的难点在哪里

到了2012年,俄罗斯航天局验证了新设计的一个四圈对接方案,再次实现了飞船跟空间站的快速交会对接。这时候距离人类上一次快速交会对接已经过去26年了。在货运飞船试验成功以后,开始在载人飞船上使用,此后,这个方案一直被俄罗斯的飞船所采用。这个四圈对接方案,就是我们国家神舟十二号采用的方案。

要说这个快速对接方案难在哪里?主要还是发射难度和轨道控制难度。载人飞船发射以后,开始追赶空间站,只要追上空间站完成对接就可以了。看起来很简单,不断加速就可以了。实际上,这个追赶的过程涉及两个复杂的因素。

第一个因素,飞船和空间站都不是走直线,而是围着地球转圈,飞船追赶空间站的过程中实际上是小圈变大圈的过程,而且最后两个轨道差不多大的时候,距离上必须很接近才行。如果它俩的轨道一样,但距离非常远,比如一个在地球这边,另一个在地球另一边,那就追赶失败了。必须调整轨道,重新追赶。

第二个因素,飞船和空间站都围着地球转圈,但是他两一开始并不在一个平面上,这样仅靠加速小圈变大圈是追不上的。飞船在加速调整轨道的时候,还要调整轨道的角度,让自己的轨道和空间站的轨道进入同一个平面里来。这就要求飞船发射的时候,自己的轨道和空间站的轨道之间的夹角不能太大,太大了调整起来就会比较困难。

快速交会对接要求两个轨道的夹角越小越好,比如四圈对接方案要求夹角小于30度。要想让两个轨道的夹角小,那就得严格控制火箭的发射窗口。普通的慢速交会对接,每天都有发射窗口,发射出去以后,有两天的时间从容调节轨道。但是四圈交会对接每三天才有一次发射窗口,而且窗口期很窄,对火箭的准时发射要求非常高。一旦快速交会对接轨道控制不好,就得改成慢速交会对接慢慢调整轨道。

四、快速交会对接有优势

上世纪,测控精度等方面的难度比较大,维持快速交会对接比较费劲,还容易失误。到了这些年,自动化技术越来越高,轨道控制能力越来越强,对于航天大国俄罗斯、中国和美国来说快速交会对接已经没有难度了,反而会有很多好处。

比如,可以让货物尽快送到空间站,有些特殊的货物需要快速送达,太慢了就会影响后面的时间质量。除了实验物品外,像新鲜的水果,6小时送达和50小时送达的效果也是不一样的吧。再比如,航天员在飞船里待着,显然不如尽快进入空间站舒服。现在对快速交会对接有了一定的需求,所以俄罗斯和中国都采用了快速交会对接。俄罗斯近期还用货运飞船试验了3小时40分快速对接。

按理说美国的龙飞船也可以实现快速交会对接,但暂时还没有实施,估计以后也会实施的,应该也是先用货运飞船做试验。至于欧空局、日本和印度有没有这个能力,应该说暂时还没有实践经验,需要练习才能掌握。

宇宙飞船(space craft,spaceship),是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的航天器。宇宙飞船可分为一次性使用与可重复使用两种类型。

宇宙飞船需要用运载火箭把飞船送入地球卫星轨道运行,然后再入大气层。飞船上除有一般人造卫星基本系统设备外,还有生命维持系统、重返地球的再入系统,回收登陆系统等。

宇宙飞船的特点:

载人飞船是目前最小的一种载人航天器,仅能往返使用一次,在太空轨道上一般能单独飞行数天到十几天,也可作为往返于地面和空间站之间或地面和月球以及地面和行星之间的“渡船”,还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。

座舱是载人飞船的核心,通常采用无翼的大钝头旋转体,有的是球形,有的是钟形,采用这种简单外形具有结构简单、工程上易于实现等特点。

-宇宙飞船

从低轨道向高轨道走,较高的轨道容易使飞船偏离方向,造成地球引力无法牵制住飞船的现象,速度使飞船能脱离地心引力的的束缚,轨道高低同飞船与地心引力的垂直速度成正比。飞船与空间站对接时既要速度相同,又要离地球高度相同,又要不浪费能量。

飞船的对接有两个部分组成,

一,飞船的找正装置,即,利用摄像头和(或)红外(或其它射线)来找准中心。(我只能说明原理,具体结构不知。

二,机械对接装置,它是对接的核心装置,大概类似于把一个圆柱放到另一个的圆柱槽中。

当然,对接后还有一个装置也很重要,就是加紧机构。它用于把两个飞行器牢固的结合在一起。

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