飞船在太空如何进行交会对接??

飞船在太空如何进行交会对接??,第1张

宇宙飞船进入太空后,为了能更好地利用卫星,发展太空空间,科学家利用分级火箭,把卫星送入太空,再组装完善。

太空中飞船的交接有哪些仪式?

很多人关注“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”与“天宫一号”的成功交接,并引发为热门话题。对于航天器为什么要在太空中交会对接充满了好奇。

当初“阿波罗”飞船上的宇航员和“联盟”飞船宇航员在飞船对接成功后,激动地在太空握手是因为科学研究的需要。对接之后,空间站的尺寸就大了,它由航天员实验舱、居住舱、对接过渡舱、服务舱、太阳翼、桁架等组成。这么重的空间站,不管多少级的运载火箭都不能一次性发射到轨道上,只能分批发射,然后在太空完成交会对接,用各种技术手段搭建起来。这样,建设空间站的基础就是要有交会对接技术。

交会对接技术在提供物资补给,运送航天员、轨航天器之间的互访、物资转运或紧急救生中、未来的深空探测都是不能缺少的。

在空间轨道上会合后的两个航天器,在空间结构连接成整体的技术,就是航天器的交会对接。是实现航天飞机、太空平台、空间运输系统、空间站、空间装配、回收、补给、航天员交换、维修及营救等不能缺少的条件。

飞船在太空如何进行交会对接?

空间交会就是两个航天器在太空对接:分目标飞行器和追踪飞行器。在空间准备对接的大型航天器或空间站的目标,是目标飞行器;追踪飞行器是地面发射的航天飞机、宇宙飞船与目标飞行器对接的航天器。相对接成功的“神舟十号”是追踪飞行器,“天宫一号”是目标飞行器。交会对接时,两个航天器主要的困难是,要在以7千米每秒以上的速度运行还要精确控制对接,差一点就会错过或者追尾碰撞,造成不可挽回的损失。

太空交会对接可以分四个步骤:远程导引段、近程导引段、最终逼近段和对接停靠段。

追踪飞行器在地面测控的支持下,经过若干次变轨机动进入到追踪飞行器上,利用敏感器捕获目标飞行器,目标范围大致在15~100千米。这时的近程导引段、追踪飞行器会启动微波和激光敏感器,获得目标飞行器的运行参数,把目标飞行器自动引导至初始瞄准点,距离是05~1千米。追踪飞行器会主动捕获目标飞行器对接轴,进入最终逼近段,对接轴线并不是沿轨道飞行方向,而是让追踪飞行器进入对接走廊,在轨道平面外飞行器要进行绕飞。当两个飞行器相对速度约1~3米秒、距离约100米时,追踪飞行器利用接近敏感器、摄像敏感器测量系统,进一步精确测量两个飞行器的相对速度、距离姿态,启动小发动使之沿对接走廊,向目标逼近。最后的对接停靠段:发动机在对接前关闭,并以015~018米/秒的停靠速度与目标相撞,最后利用栓-锥式或异体同构周边式对接装置,实现两个飞行器在结构上的硬连接,完成电源线、流体管线、信息传输总线的连接。

哪些国家实施了太空交会对接?

自20世纪60年代以来,航天器交会对接俄罗斯(苏联)进行的次数最多。俄罗斯加上美国、中国、日本等国共实施了300多次。俄罗斯、中国和美国有完全独立的空间交会对接技术。

人类首次载人空间交会对接是,美国航天员阿姆斯特朗和斯科特在1966年3月驾驶“双子星座8号”飞船,与当时经过改装的,火箭第三级无人舱体进行对接。“双子星座号”系列飞船从1964~1966年通过了10次载人飞行和2次无人对接,为多种交会对接方式和技术做出了验证,阿波罗探月活动的顺利进行也是源于这些验证。美国采用手动方式完成航天器的交会对接,主要考虑的是成本经济性、技术的把握性和安全可靠性等诸多因素。

俄罗斯(苏联)多采用自动对接技术。第一次无人航天器(完成于1967年)自动交会对接,由至今仍在服役的“联盟”飞船完成的。“进步号”货运飞船和“联盟”已经交会对接任务200多次。

交会对接也会发生故障,美国的“阿金纳”与“双子星座9号”对接时发生过故障;“阿波罗14号”在飞往月球过程中,直到第六次试接才获得成功。

1997年6月24日,俄罗斯的“进步M-34号”货运飞船脱离了“和平号”空间站对接口,次日该飞船飞回来想进行对接时,制动控制部件竟然失灵了,航天员的指令飞船没有做出响应,撞到了“和平号”的晶体舱上。2010年,俄罗斯的“国际空间站”与“进步M号”货运飞船对接时也以失败告终,改进措施后才获得成功。所以说,太空交接也需要经过试验才能获得成功。

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自人类仰望星空以来,对宇宙星辰的探索从未停止过,从观摩天体运动规律,到搭乘宇宙飞船前往外太空,人类用自己的智慧和努力不断刷新历史,突破以往的认知。上世纪的美苏冷战时期,双方积极展开了军备竞赛,外天空自然也成为了争雄之地。然而,一味地竞争却导致22名宇航员受难,即使他们成功到达了太空,也无法活着回来。

然而,尽管外太空充满了危险与未知,但仍有人认为那里是个不错的埋骨之地,如果将自己的骨灰与宇宙融为一体,是不是代表着永恒不灭?当年,美国天文学家克莱德·威廉·汤博就是这么想的。克莱德·威廉·汤博,1906年2月4日出生于伊利诺斯州,随父母搬家到堪萨斯州之后,从小爱好天文学的他,自制了一架天文望远镜。

可是汤博很快发现,自制的天文望远镜终究是比不上专业级别的,于是他来到了洛威尔天文台,继承了前辈洛威尔的天文事业,观测更遥远的未知行星。1930年1月,汤博利用台长最新的研制成果——一架33厘米的反射式天体照相仪,成功拍摄到了双子座附近的一颗未知行星,印证了天文学家帕西瓦尔·罗威尔和威廉·亨利·皮克林,关于太阳系第九颗行星存在的预言。

直到1930年5月1日,斯莱弗台长才将新发现的海外行星,命名为普鲁托(罗马神话中的冥神),也就是中国人口中的冥王星。汤博对外太空中有着极大的兴趣,他始终坚信外星生命的存在,与此同时,他也在日复一日的观测中,察觉到了异象。1949年8月20日,汤博在新墨西哥州发现了6到8个长方形的光点,他认为那是外星的不明飞行物。

上世纪90年代,一生热爱着天文事业的汤博立下了遗嘱,他希望自己的骨灰可以留在外太空。1997年,汤博去世了,而他的愿望也在100岁诞辰时被提上日程。2006年,美国人为了纪念汤博,准备在NASA的新地平线号探测器上搭载他的骨灰,目标直指冥王星。如此一来,宇宙飞船既可以传回冥王星的影像资料,也能实现汤博的愿望。

2015年7月,NASA新地平线号探测器飞掠了冥王星,探测器在拍摄照片的同时,也在不断突破冥王星的轨道,逐渐探索轨道之外的天体。如今,新地平线号探测器即将带着汤博的骨灰飞出太阳系,不知那个时候,宇宙外又是怎样一派景象。

飞船 发射日期 航天员 飞行时间 双子星3号 1965年03月23日 维吉尔·格里森、约翰·杨 4小时52分钟31秒 双子星4号 1965年06月03日 詹姆斯·麦克迪维特、爱德华·怀特 4天1小时56分钟2秒 双子星5号 1965年08月21日 戈尔登·库勃、皮特·康拉德 7天22小时55分钟14秒 双子星6A号 1965年12月15日 瓦尔特·施艾拉、托马斯·斯塔福德 1天1小时51分钟24秒 双子星7号 1965年12月04日 弗兰克·博尔曼、詹姆斯·洛威尔 13天18小时35分钟1秒 双子星8号 1966年03月16日 尼尔·阿姆斯特朗、大卫·斯科特 10小时41分钟26秒 双子星9A号 1966年06月03日 托马斯·斯塔福德、尤金·塞尔南 3天0小时20分钟50秒 双子星10号 1966年07月18日 约翰·杨、迈克尔·柯林斯 2天22小时46分钟39秒 双子星11号 1966年09月12日 皮特·康拉德、理查德·戈尔登 2天23小时17分钟8秒 双子星12号 1966年11月11日 吉姆·洛威尔、巴兹·奥尔德林 3天22小时34分钟31秒

有两个国家登上月球了,前苏联和美国实现登上月球这项创举,中国还未登上月球。

首次载人登月,是由美国的“阿波罗11号”飞船完成的。当时飞船上载有三名航天员,当飞船与“土星5”火箭第三级分离,且飞船沿过渡轨道飞行25天后,便开始接近月球,此时飞船服务舱的主发动机减速,使飞船进入环月轨道。

接着,两名航天员进入登月舱,并驾驶登月舱与飞船分离,这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行,而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤,展开了太阳电池阵,安装了月震仪等。任务完成后,他们乘登月舱的上升级返回月球轨道,与飞船对接,最后返回地球。

简介

为了进行载人登月,美国先实施了四个辅助计划,即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器,用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性。在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性。

在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”,对40多个预选着陆地点进行详细观测,从而选出10个登月点;在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船,进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

神舟8号没有航天员。

神舟八号飞船,是中国“神舟”系列飞船的第八架飞船,飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱、推进舱组成。神舟八号为改进型飞船,全长9米,最大直径28米,起飞质量8082公斤。神舟八号飞船进行了较大的技术改进,它发射升空后,与天宫一号对接,成为一个小型空间站。

神舟八号飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。神舟八号将基本成为我国的标准型空间渡船,未来实现批量生产。

扩展资料:

神舟8号技术特点

神舟八号飞船在前期飞船的基础上,进行了较大的技术改进,全船一共有600多台套的设备,一半以上发生了技术状态的变化,在这中间,新研制的设备、新增加的设备就占了15%,主要变化是两个方面:

具备了自动和手动交会对接功能,为此新增加和改进了一些设备。比如新研制了异体同构周边式构型和多种交会对接测量设备,用于交会对接自主控制的飞行软件、控制软件。

也是全新设计和研发的。为了满足交会对接的任务,飞船上增加配置了平移和反推发动机。同时,航天员的手动控制设备也进行了改进。

飞船在前期具备57天自主飞行的能力基础上,已具备停靠180天的能力。神舟八号飞船电源帆板因为采用了新的太阳电池片,发电能力提高了50%。飞船的降落伞系统和着陆缓冲系统也进行了技术上的改进,提高了使用的可靠性。

—神舟8号

当然先进!

后发优势令我国可以采用很多先进而成熟的技术和元器件,这也引起其他发达国家羡慕妒嫉恨^_^。

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人民网——各国宇宙飞船大盘点!中国“天舟”排第几

2017-04-20

上世纪,美俄两国开展了太空竞赛模式,为了取得各自在太空领域上的制高点,载人工具和卫星就成了双方不断发展的对象,如今,两国在航天领域上已走在了世界的前列。反观,我国在航天领域上由于起步较晚,可进度一点不落于美俄两国,这成就方面我就不再做过多的阐述了。

今晚,中国首艘货运飞船将飞天对接天宫二号,而与中国货运飞船对标的,目前,国际上使用的货运飞船有很多种,比如俄罗斯的“进步”货运飞船、欧洲的“自动转移”飞行器、美国的“龙”飞船,天鹅座飞船,以及日本的HTV货运飞船等都能为国际空间站提供货物运输。在这些货运飞船中,中国天舟能不能做到后来居上呢?

宇宙飞船相比与航天飞机,可能非常简陋,本质上就是一个大容器拥有足够强度、并安装了必要设备,甚至大多是一次性的。不过,它却承担了载人航天行动中大部分搬运工作。如今,在航天飞机谢幕后的今天,宇宙飞船依然不断在壮大着自己的家族。

俄罗斯的“进步”货运飞船:

作为世界老牌强国,俄罗斯在飞船领域上的发展是最早的,1957年春,科罗廖夫领导的单位受命开始“东方”工程,研制苏联第一种载人飞船。1961年4月12日,东方1号载着加加林平安完成了世界上第一次载人飞行。可以说,科罗廖夫为俄罗斯进军天空打下了夯实的基础。

而史上最具盛名的联盟系列原始设计同样出自科罗廖夫之手联盟号运载飞船,联盟号飞船的出现为苏联率先研制进步号货运飞船提供了样板。1978年,第一款进步无人货运飞船被研制出来,它直接使用联盟飞船现成的结构,拥有66立方米的运载空间,可载13吨货物和1吨燃料。

进步号货运飞船自诞生之初,已经历了多个改进型号,首款改进型号货1989年诞生,应用了大量联盟T和联盟TM上的新技术。替代进步M的型号是2008年出现的进步M1,是目前俄最先进的货运飞船,它最大的进化就是和同时代的联盟-TMA-M一样装备数字式控制系统,节省下来的重量能够装载更多物资,它减小了货舱空间,取而代之地安装更大的燃料舱,用于为空间站进行燃料补给。

统计称,从1978年的“进步一号”到2017年2月22日发射的“进步MS—05号”,苏联/俄罗斯累计发射了156艘进步号货运飞船。在1993年、1999年先后两次进行“人造月亮”实验,打开它携带的直径达22米的太阳伞,在距离地球350千米高的地方向地面反射一道亮光,其亮度相当于月球的两三倍。

美国“龙”飞船

美国在飞船领域上早期的发展还是稍逊俄罗斯,早期美国载人飞船水星号硬件性能要比同时期的苏联货差很多,后来又不断经历了双子座飞船和阿波罗飞船,尤其是阿波罗飞船,是美国载人航天的技术优势在其第三代作品,这款飞船帮助美国完成了苏联登月的夙愿,让美国在美俄太空竞赛中板回了一城。

接着,在航天飞机谢幕世界舞台后,美国“龙”飞船和“天鹅座”货运飞船相继登台亮相,

也是是目前仅有的正在使用的商业货运飞船,在美国的未来航天规划中,美国与国际空间站间进行人员物资摆渡的任务将由私营航天企业SpaceX的“龙”号飞船承担。

美国太空探索技术公司的“龙”飞船是所有货运飞船中唯一可以运回物品的货运飞船,这是因为盖飞船带有热防护罩,可在返回时耐受极高温安全降落,而其他飞船不具有热防护罩,只能在再入大气时烧毁。

该飞船长59米,最大直径36米,自重只有42吨,主要由前锥体、钝角圆锥体弹道舱和非加压段三部分组成,其中前锥体内装对接机构,在上升阶段起保护作用;钝角圆锥体弹道舱一部分用于搭载加压货物,另一部分是服务段,装有电子设备、反作用控制系统、降落伞和其他支持设备;非加压段用于存储非加压货物,如轨道更换装置,并保障太阳电池翼和散热器的正常工作。其运送载荷约3吨多。“龙”飞船采用具有广泛继承性的电子系统和由18台推力器组成的反作用控制系统;采用降落伞水上溅落的回收方式;

2010年12月8日,首艘龙号无人试验飞船由猎鹰9号火箭发射并进行了成功的测试飞行。迄今为止龙飞船为国际空间站执行了11次货运任务并成功10次。

美国“天鹅座”飞船

美国轨道科学公司研制的“天鹅座”飞船于2013年9月18日进行了首次验证飞行。此后,“天鹅座”飞船正式完成了几次“国际空间站”商业补给服务任务,但在执行第3次商业补给服务任务时失败。

天鹅座”飞船的设计,继承了轨道科学公司及其合作者经飞行验证的航天器技术,由为加压货物舱与通用服务舱组成。采用成熟技术目的是降低成本、风险和研制周期。

其服务舱由轨道科学公司制造,继承了该公司的低轨卫星和地球静止轨道卫星平台的电子、推进和电源系统,重量18吨,装有电子、推进和电源系统,其中电源系统包括2副砷化镓太阳电池翼,可提供4千瓦的电力。

根据美国轨道科学公司与美国航空航天局签署的价值19亿美元的商业补给服务合同,将发射8艘“天鹅座”飞船,向“国际空间站”运送20吨货物任务。

欧空局的ATV飞船

欧洲的货运飞船叫自动转移飞行器,是欧空局联合美、俄等数十家公司联合打造的,全长10米,最大直径为45米,重量约10吨,飞行器主推进系统是4台490牛发动机,姿态控制系统是28台220牛推进器。它们除在往返过程中使用外,还用于空间站的轨道维持、姿态控制、空间碎片规避机动。与美国猎户座计划类似,欧空局的ATV飞船也是一个成系列的大型飞船发展计划。

ATV最初设计用来取代俄罗斯的进步系列执行国际空间站补给任务,最显著的识别特征是4片非轴对称形排列的太阳能帆板,它能携带接近77吨的物资,它的运货能力可达7吨。它有双层巴士大,用途有4类:向空间站运送补给物资;在货物卸载后,可以用作空间站的附加活动室;每隔10~45天提升一次“国际空间站”的轨道;能用作垃圾箱,把65吨空间站产生的废弃物资带回地球烧毁。

在发射了5艘后,欧洲自动转移飞行器已经退役了。不过,欧洲航天局将在自动转移飞行器基础上研制可以运送货物返回地球——“先进再入飞行器”货运飞船,它预计在2018年首飞。

日本H-2货运飞船

从2009年起到2014年,日本先后向“国际空间站”发射了6个名叫H-2转移飞行器的货运飞船。这种飞船的货物运载能力约为6吨,最大特点是可运送体积较大的设备。

H-2转移飞行器呈圆柱形结构由加压后勤货舱、非加压后勤货舱、电子设备舱和推进舱四部分组成。货物补给装在加压后勤货舱以及非加压后勤货舱的暴露货架中,电子设备舱装有电子设备、锂电池和敏感器。推进舱内装有4个推进剂贮箱、主推进装置和反作用控制系统。其中加压舱载重量为45吨,可装8个国际标准货柜;非加压舱载重量为15吨,包括外露货盘和支撑结构。外露货盘能载3套外露货物。

其货物运输能力很强。这是由于它的舱门大,与空间站的接口各边均加宽到约12米,所以可以搬运其他货运飞船无法搬送的大型装置。例如,与欧洲自动转移飞行器相比,H-2转移飞行器能够运送更大的物体,如空间站内部书架大小的设备架,以及其它大型站外仪器与设备。

另外,与其他货运飞船相比,H-2转移飞行器是目前唯一一种可向空间站运送加压与非加压货物的无人飞行器,包括安装在站外的外部实验和在轨更换装置。

它还有独特的交会对接技术,与空间站采用“停靠”方式对接,即当H-2转移飞行器与空间站接近到10米距离时,两相对速度接近零, H-2转移飞行器不再被控制,而是呈自由飞行状态,然后由空间站的机械臂将其捕获,与空间站对接口实现对接,因此比较安全。

与欧洲类似,日本目前也在H-2转移飞行器基础上研制可从空间站带回货物的H-2转移飞行器-R,首个H-2转移飞行器-R计划在2018年发射。最终,日本将研制载人飞船。

中国“神舟”到“天舟”

天舟货运飞船是中国研制的最新一款货运飞船,它的主要任务是用于对中国未来空间站在轨运行期间,提供补给支持。从上面的各国货运飞船数据对比得知,天舟货运飞船的低地轨道上行运载能力约为65吨左右,高于俄罗斯联邦航天局研制的进步号M型(25吨)以及日本宇宙航空研究开发机构的H-II运载飞船(60吨),但低于欧洲空间局的自动运载飞船(76吨)。下行运载能力约为60吨左右。载荷比即运载货物的质量与货运飞船船体本身的质量之比,天舟号货运飞船的载荷比高达46%,高于日欧的货运飞船。天舟号货运飞船船长约9米,最大直径约335米,发射质量低于13吨。

根据资料得知,天舟货运飞船将作为我国空间站的五个模块之一,与核心舱、实验舱I、实验舱II、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)一起,在核心舱统一调度下协同工作,完成空间站承担的各项任务:一是补给空间站的推进剂消耗,空气泄漏,运送空间站维修和更换设备,延长空间站的在轨飞行寿命;二是运送航天员工作和生活用品,保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作;三是运送空间科学实验设备和用品,支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。

对于中国来说,重约13吨、货运能力约为6吨的天舟货运飞船将开启空间站时代的黎明。“天舟”充分继承了“天宫一号”、“天宫二号”和“神舟”积累的技术基础,具备为空间站补加推进剂的能力,还具备较长时间独立自主飞行能力

1999年11月20日,中国发射了自己未来载人飞船的第一艘无人试验船神舟1号,开启了中国载人航天的第一步,从“神舟”到“天舟”,这个背后凝结了无数中国航天人的智慧。

也许在我们今天看来,太空行走是一件普通的事情,但平凡的背后,却是太空先驱在黑暗中摸索出的一种生活方式。那年,在他30岁的时候,他乘坐了一艘受死神青睐的船,一次又一次地陷入困境,最后让死亡失败了。

在一次最危险的飞行中,列昂诺夫进行了第一次人类太空行走。美国送双子座4号,苏联派双子座2号,美国载人飞船,从单飞的水星,到双子星,再到三人阿波罗号,都就位了。然而,苏联人没有钱了,他们想直接从一人vostov转到三人联盟号(今天仍在使用的经典载人宇宙飞船)。然而,时间不多了。

美国处于第一名的边缘。苏联呢?当载人飞船低空运行时,一种改良版的浮标出现了救援。有两次这种类型的载人飞行,都是为了实现“第一”目标:神舟一号宇宙飞船完成了世界上第一次三人太空飞行。

第二次登顶的目标是世界上第一次太空行走。进入大气层后,本应与再入舱分离的轨道舱未能分离。这两个模块相互碰撞,在大气中猛烈地燃烧在一起,导致2号的上升疯狂旋转。幸运的是,大气层的燃烧最终切断了轨道舱的连接。这是人类航天史上最困难的大气飞行。即使在着陆后,死亡仍在继续。

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