为什么飞船要在太空进行交会对接

大家平时有观看过科技频道吗中国发射的“神舟八号”“神舟九号”“神舟十号”与“天宫一号”大家应该都知道吧，可是大家知道他们为什么要在太空进行交会对接吗其中的原因是什么呢相信许多朋友们都不太了解，下面就由我来给大家解答一下疑惑吧。

由于科学研究的需要，空间站的尺寸十分巨大。例如，“国际空间站”由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱、桁架、太阳翼等部分组成，长109米，宽(含翼展)73米，总质量约420吨。无论是什么型号的运载火箭，都不可能一次把数百吨的空间站运送到轨道上，所以只能将各舱段分批发射，然后在太空利用交会对接技术搭建起来。所以交会对接技术是建设空间站的基础。

在其他太空活动中，比如为长期在轨道上运行的空间站运送航天员和提供物资补给，或在轨航天器之间的互访、物资转运或紧急救生等，也要用到交会对接技术。在未来的深空探测等航天活动中，交会对接技术同样是不可或缺的。

航天器的交会对接是指两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术，是实现空间站、航天飞机、太空平台和空间运输系统等的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。

在空间交会与对接的两个航天器中，一个称目标飞行器，一般是空间站或其他大型航天器，是准备对接的目标;另一个称追踪飞行器，一般是地面发射的宇宙飞船、航天飞机等，是与目标飞行器对接的航天器。例如“天宫一号”就是目标飞行器，而“神舟十号”就是追踪飞行器。

交会对接时，最主要的困难在于两个航天器都在以7千米每秒以上的速度运行，它们的相对位置和速度都必须精确控制，否则可能会彼此错过甚至追尾碰撞。

航天器执行交会对接，可分成四个步骤：远程导引段、近程导引段、最终逼近段和对接停靠段。在开始的远程导引段，在地面测控的支持下，追踪飞行器经过若干次变轨机动，进入到追踪飞行器上的敏感器能捕获目标飞行器的范围(一般为15～100千米)。在近程导引段，追踪飞行器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标飞行器的相对运动参数，自动引导到目标飞行器附近的初始瞄准点(距目标飞行器05～1千米)。进入最终逼近段，追踪飞行器首先捕获目标飞行器的对接轴，对接轴线不沿轨道飞行方向，要求追踪飞行器在轨道平面外进行绕飞机动，以进入对接走廊。此时，两个飞行器之间的距离约100米，相对速度约1～3米/秒。最后的对接停靠段，追踪飞行器利用由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统精确测量两个飞行器的距离、相对速度和姿态，同时启动小发动机进行机动，使之沿对接走廊向目标最后逼近。在对接前关闭发动机，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，使两个飞行器在结构上实现硬连接，完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。

自20世纪60年代以来，美国、俄罗斯(苏联)、中国、日本等国总共实施了300多次航天器交会对接，其中俄罗斯(苏联)进行的次数最多。目前，完全独立拥有空间交会对接技术的国家有美国、俄罗斯和中国。

1966年3月，美国航天员阿姆斯特朗和斯科特驾驶“双子星座8号”飞船，与经过改装的一个火箭第三级无人舱体，进行了人类历史上首次载人空间交会对接。从1964年到1966年，“双子星座号”系列飞船通过了2次无人和10次 载人飞行，验证了多种交会对接方式和技术，为阿波罗探月活动的顺利进行做好了充分准备。美国航天器的交会对接多采用手动方式，这主要全面考虑技术的把握性、安全可靠性和成本经济性等诸多因素。

俄罗斯(苏联)是进行航天器交会对接最多的国家，多采用自动对接技术。1967年，第一次无人航天器自动交会对接就是由苏联的两艘“联盟”飞船完成的。“联盟”飞船至今仍在服役，它和“进步号”货运飞船已经执行过200多次交会对接任务。

与其他任务一样，交会对接也不能保证每次都获得成功。美国交会对接发生过两次故障：一次是“双子星座9号”与“阿金纳”目标飞行器对接时发生故障;另一次是“阿波罗14号”飞往月球过程中，在指令舱与登月舱对接时，由于对接机构材料原因，出现多次对接失败，直到第六次试接才获得成功。俄罗斯交会对接的失败给人们留下深刻印象。1997年6月24日，“进步M-34号”货运飞船脱离“和平号”空间站对接口，飞离了空间站一段距离，次日该飞船飞回来再次逼近空间站时，由于制动控制部件失灵，飞船没有及时对航天员指令做出响应，直接撞到“和平号”的“晶体”舱上。2010年，俄罗斯两艘“进步M号”货运飞船与“国际空间站”进行自动对接时也先后失败，后来采取了改进措施才获得成功。

人类首次太空行走为何如此惊心动魄？

上世纪五六十年代，前苏联和美国开展了激烈的太空竞赛，竞赛的核心内容就是第一个将人类送上月球。在这个过程中，需要解决载人航天的三大技术，也就是天地往返技术、交会对接技术和舱外活动技术。

1964年10月12日，“上升-1”号宇宙飞船发射升空，球形乘员舱直径与“东方”号飞船大体相同，改进之处是提高了舱体的密封性和可靠性。为了能容纳三名航天员，“上升”号飞船去掉了弹射座椅，换上了三个带有减震器的座椅，但即使这样，三位宇航员身着航天服也挤不进去，为此把航天服改成了普通的飞行服。

但是，采用普通飞行服也在后来付出了代价。1971年，“联盟-11”号宇宙飞船就是因为座舱失压，三名宇航员没有穿太空服导致他们在飞行中死亡。

1965年3月18日，“上升-2”号载着两名航天员——列昂诺夫和贝里亚耶夫，又完成了一次史无前例的创举：太空行走。太空行走是由列昂诺夫完成的，他通过气闸舱进入太空，靠一根5米长的绳子与飞船连在一起。返回飞船时，由于航天服在真空中膨胀起来，列昂诺夫怎么也无法通过舱口，经过了8分钟的挣扎他才回到飞船中。

太空行走又称为出舱活动，是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。

苏联人列昂诺夫完成历史性的太空行走三个月后，1965年6月3日，美国宇航员爱德华-怀特也实现了太空行走这一壮举，保护他的是一根8米长的绳子。怀特还在氧气推进剂的帮助下，做了单足旋转，此次太空行走持续了创纪录的23分钟。

除了舱外行走技术以外，交会对接技术则是由美国首先实现的。交会对接是指两个航天器，如宇宙飞船、航天飞机等在太空轨道上交会对接，合并成在结构上连成一体的航天器的过程。

1966年3月16日，美国航天员乘坐“双子星座-8”号飞船，手动操作交会过程，与无人“阿金纳”目标飞行器对接，实现了两个航天器之间的首次交会对接。

当然这个过程非常危险，在交会对接以后，整个飞行器出现了旋转，并且速度越来越快，甚至两位宇航员就要失去意识。这个时候，阿姆斯特朗非常沉着，他利用本用于返回地球的推进剂阻止了飞船的旋转，控制了整个飞行器。

而后，美国的“双子星座”飞船也进行了多次的交会对接，实现了人类对交会技术的熟练掌握。虽说前苏联率先掌握了人类进入太空的天地往返技术，率先进行了人类的首次出舱活动技术，但是实际上，美国的“双子星座”飞船通过“双子星座-3”号到“双子星座-12”号，这10次的载人飞行进行的多次舱外活动和交会对接，使美国在真正的技术实力和技术能力上甩开了前苏联，这也是后来美国在整个登月竞赛中取得成功、击败前苏联非常重要的原因。

NASA成立以来那些著名的航天器

1959 - 1963 水星计划 （Project Mercury）水星计划的目的是验证载人航天的可行性，并抢在俄国人之前把宇航员送上太空（近地轨道）。一共六次任务，完成了首次载人航天飞行、首次近地轨道绕行和首次超过一天的任务。

（水星计划六次载人发射的场景拼图，可见所使用火箭的不同。）

2  196155 Mercury-Redstone 3 / Freedom 7 -第一位美国宇航员：发射升空的水星计划 Freedom 7 飞船，载着航天员 Alan Shepard 完成了美国首次载人航天飞行。飞船完成了时长 15 分钟的亚轨道飞行，达到了 188 km 的远地点高度。

（发射时的场景）

3  1961721 Mercury-Redstone 4 / Liberty Bell 7 - 第二位升空的美国宇航员：设计与前一次任务相同的 Liberty 7 飞船，载着 Gus Grissom（之后丧命于 Apollo 1 任务，后文有提到）完成了第二次亚轨道飞行。返回落海时舱门意外打开，海水瞬间涌入，Gus 险些丧命不过被直升机救起。

（升空前的 Gus Grissom 和他的飞船）

4  1962220 Mercury-Atlas 6 / Friendship 7 - 首位完成近地轨道绕地飞行的美国宇航员：后来当上了俄亥俄州参议员的宇航员 John Glenn 乘 Friendship 7 飞船完成了美国人的首次近地轨道绕地飞行（俄罗斯人的首次是 Yuri Gagarin 在 1961412 完成的，绕地一圈），一共 3 圈。

（升空前的 John Glenn 和他的飞船）

5  1962912 "We choose to go to the Moon"：肯尼迪在莱斯大学演讲，提出要在 1970 年到来之前完成登月。

"We choose to go to the moon We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too"  

- John F Kennedy

6  1963 - 1966 双子座计划（Project Gemini）<双子座计划的目的是在确定了登月的目标后，验证其可行性。一共十次任务，完成了轨道交会、太空对接、出舱行走等多种登月所必备的技术的可行性验证和试验。

（双子座计划使用飞船的结构示意图 ）

7  196563 - 196567 Gemini 4 - 美国宇航员的首次太空行走：宇航员 James McDivitt 和 Ed White 乘双子座 4 号飞船登上太空，并由 Ed White 完成美国宇航员的首次太空行走，时长 22 分钟。

由另一位宇航员 James MvDicitt 记录下的 Ed White 出舱行走的情景（从双子座计划，NASA 开始在太空任务中使用哈苏相机，成像质量更好）

8  1965124 - 19651218 Gemini 7 & Gemini 6A - 首次轨道会合：Gemini 6A 任务原计划由宇航员 Wally Schirra 与 Thomas Stafford 操作双子座 6 号飞船和无人目标飞船进行对接，但是目标飞船发射失败，迫使任务改为和载有宇航员 Frank Borman 和 Jim Lovell 的双子座 7 号飞船进行轨道会合试验，同时确定宇航员在太空生存 2 周的可能性。

（会和后从双子座 7号飞船拍到的双子座 6 号飞船）

9  1966316 - 1966317 Gemini 8 - 首次太空对接：宇航员 Neil Armstrong 和 David Scott 乘双子座 8 号飞船完成与目标飞船的轨道会合后，完成首次太空对接。

（在双子座 8 号飞船中看到的对接目标飞船）

10  1961 - 1972 阿波罗计划 （Apollo program）<阿波罗计划在 1969 年完成了人类首次登月的壮举，实现了肯尼迪设下的目标。总共 11 次载人任务，登月 6 次，共有 12 位宇航员踏上月球表面。原定 10 次登月，有一次失败（阿波罗 13 号），最后三次（阿波罗 18、19 和 20 号）被取消。

阿波罗计划中使用的 Apollo 飞船 和 土星 5（Saturn V）火箭可以说是当时美国举全国之力（阿波罗计划总耗资 239 亿美元，相当于现在的约 1000 亿美元）在短短的几年时间内设计、制造、试验完成的。

（阿波罗飞船在火箭前段整流罩内的示意图）

最前端的是逃逸塔，在发射阶段一旦出现问题，逃逸塔火箭启动将下面的指挥舱（Command Module）带离土星火箭。指挥舱，也是返回舱，是三位宇航员大部分时间所待的地方。与指挥舱连接在一起的是服务舱（Service Module），搭载引擎和燃料、氧气等。下面是登月艇（Lunar Module），土星火箭完成最后一次点火，将飞船送入地月转移轨道后，连为一体的指挥舱与服务舱（Command/Service Module）将会和载有登月艇的火箭分离，旋转 180 度，再和它对接，将登月艇从火箭里 “抽” 出来，完成这个高难度动作后，就可以飞向月球了。登月时，指挥（Commander）和登月舱驾驶员（Lunar Module Pilot）乘登月舱在月球表面着陆。指挥舱驾驶员（Command Module Pilot）在指挥舱中，留在绕月轨道上，等待登月完成后和升空的登月舱会合对接后返回地球。进入大气层之前，月岩样品等被转移至指挥舱，抛弃登月舱和服务舱。随后指挥舱带着三位宇航员重返大气层。

（阿波罗 15 号的指挥/服务舱，由登月舱宇航员拍摄）

登月艇由两部分组成：下半部分是返回时留在月球表面的下降级（Descent Stage），包括着陆下降时用的反推引擎及燃料，和要留在月球表面的科学实验仪器等，在后期的任务中所用的月球车也是放在这个舱里；上半部分是返回时的上升级（Ascent Stage），也有一个引擎，当它点火时，将下面的下降级作为发射台（这也是高难度动作…）。

（阿波罗 16 号的登月舱）

土星火箭高达 110 米，重 3000 吨，其中燃料就有 2500 吨，第一级的五台 F-1 引擎可以产生 3400 吨的推力，可以将 45 吨重的阿波罗飞船送往月球（很多现代火箭的近地轨道运载能力都远低于这个数字）。它是人类有史以来所制造的最大、最重、推力最强劲、运载能力最大（值得一提的是，中国研发中的长征-9 火箭的设计运载能力超过了土星火箭）的火箭。

(从发射架拍到的阿波罗 11 号飞船起飞的场景)

11  1967127 Apollo 1 - 三位宇航员葬身火海：原定于 1967 年 2 月 21 日发射的 AS-204 任务，在之前的一次例行发射演练中，由于座舱失火，导致三名宇航员 Gus Grissom、Ed White 和 Roger Chaffee 丧生，其中前两人都是参加过水星计划和双子座计划的资深宇航员（前面均有提到）。导致起火的原因是座舱中充满了比大气压压力要大的纯氧，同时舱盖是向内开的，以保证不会意外打开。结果电火花造成起火后，火势迅速蔓延，同时三位宇航员无法打开舱盖，最后导致惨剧。

(被烧毁的指挥舱)

12  19681221 - 19681227 Apollo 8 - 人类首次绕月飞行：阿波罗 8 号飞船搭载宇航员 Frank Borman、Jim Lovell 和 William Anders 在历史上首次离开近地轨道，飞向月球。飞船绕月 10 圈，共 20 小时。

阿波罗 8 号宇航员拍摄到的历史上首张地球全景照片（近地轨道距离地球太近，无法拍到完整的地球）

13  1969716 - 1969724 - 人类首次登月：在 8 年之前阿波罗计划启动的时候，NASA 甚至连可以把宇航员送上太空的火箭都没有，而是在弹道导弹上装个载人舱，改装成了美国最早的载人火箭。短短 8 年之后的 1969 年 7 月 20 日，阿波罗 8 号飞船登月成功，Neil Armstrong 和 Buzz Aldrin 踏上了月球表面，赶在 1970 年到来之前完成了肯尼迪设下的 “1970 年前登月” 的目标。指挥舱驾驶员是 Michael Collins。Neil Armstrong 首先出舱，Buzz Aldrin 随后，两人在月球表面活动了 2 小时 30 分钟。

（"That's one small step for a man, one giant leap for mankind" 个人的一小步，人类的一大步。安装在登月艇侧面的电视直播摄像机拍到的即将登上月球的 Neil Armstrong）

Buzz Aldrin 拍摄的自己的脚印（虽然这张照片极为有名，但是本来拍摄的目的其实是用来计算月球土壤的硬度等参数的）

（Neil Armstrong 拍摄的 Buzz Aldrin，从面罩反光中可以看到 Armstrong）

14  1970411 - 1970417 Apollo 13 - 一次成功的失败：成功登月 2 次之后，第三次阿波罗任务遇到了前所未有的困难。在飞向月球途中，一次例行的设备检查使得服务舱的氧气罐发生爆炸，三位宇航员 James Lovell、John Swigert 和 Fred Haise 不得不关闭所有仪器设备，转移到登月舱中，将登月舱作为 “救生艇”，在克服了一个接一个的困难，解决了无数的问题之后，三人平安返回。

（分离后拍到的服务舱，氧气罐爆炸将整个面板炸飞）

15  1971726 - 197187 Apollo 15 - 首次使用月球车：在月球表面蹦蹦跳跳实在不爽，搞个月球车吧！于是 NASA 就搞了个月球车…全重仅 220 kg，还可以折叠塞到登月艇里，比 F1 赛车不知道高到哪里去了。

（史上最贵的车）

16  1973 - 1974 天空实验室计划（Skylab）天空实验室计划是 NASA 的空间站计划，阿波罗计划结束后还剩余三枚土星 V 火箭，NASA 决定把它利用起来，用来发射无人的空间站（实际只有第一次天空实验室任务 SL-1 使用了土星 V 火箭，后续任务都是使用的土星 IB 运载火箭，剩余的两枚土星 V 火箭都躺在博物馆里了…- -），后续任务再将宇航员送到空间站里（和中国的天宫计划类似）。

END

1、1969年7月21日，美国的“阿波罗11号”宇宙飞船载着三名宇航员成功登上月球，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗在踏上月球表面这一历史时刻时，曾道出了一句被后人奉为经典的话——这只是我一个人的一小步，但却是整个人类的一大步。

2、阿波罗载人登月工程开始于1961年5月，预计1969年7月20至21日首次实现登月。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”飞船，其中5次成功，总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年，到1972年12月结束，耗资255亿美元。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。它是那时人类最宏伟的工程之一。

该工程的第一步是确定登月方案，它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后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。

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。

“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127吨的大推力“土星5”运载火箭。

研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方，也是全飞船的控制中心；服务舱装有主发动机等系统；登月舱由下降级和上升级组成。

载人登月

阿波罗11号搭载登月舱

首次载人登月是由“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2．5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（22千克），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。

1969年11月至1972年12月，美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船，其中除“阿波罗13号”因故没有登月（航天员安全返回地面），另五艘飞船均登月成功，“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动，采集岩石。

航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯，发现多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流“阿波罗”工程极为壮观，它激动了无数人的心，使载人登月的千年梦想变成了现实。

上文书讲到，两位宇航员都已经坐进了双子座 6 号飞船里边了。就等着发射了，哪知道发射任务被取消了，他们原本需要和阿金纳上面级进行对接。没想到宇宙神顶着阿金纳上面级升空以后，没了消息。后来传来遥感数据，阿金纳上面级已经爆炸了。那这次任务已经没有任何意义了。结果这两位宇航员闷了一身的白毛汗，乖乖地从飞船里边钻出来了。

那时候，美国的火箭发射频率非常高。大概两个月就要发射一枚载人飞船。所以，NASA 改变了计划，让双子座7号先升空，然后双子座 6 号晚发射，两艘飞船在太空完成对接联系，也就是尽量靠近，靠到脸对脸。但是当时还没有对接装置。是无法完成人员交换的，不过美国人有个大胆的想法，让 6 号的斯塔福德和 7 号的洛弗尔用太空行走技术，实现交叉换位。你去他船上，他去你船上。

宇航员没有一个同意的。美国人在太空行走刚刚搞了一次，这事儿难度太大了，最后只有作罢了。那好吧，就玩儿一次两艘飞船的接近 游戏 ，看看能靠到多近。

1965 年的 12 月 4 号，双子座 7 号发射了。洛弗尔和弗兰克主要的工作是测试人在太空里能不能坚持14天，也就是接近半个月的时间。因为时间很长，所以事先做了充分的准备。事先彻彻底底洗了个澡，连头发都洗得非常干净，一点头皮屑都没有。在太空这半个月肯定是没办法洗澡了。前一艘双子座飞船出现的问题是皮肤碎屑会到处飘，头皮屑也不是小事儿啊。他们在太空里，倒是可以用湿巾擦擦手擦擦脸。在座位后边还有个垃圾箱。毕竟时间长了，会产生不少的生活垃圾。

地面控制中心还要求他们收集一些排泄物，也就是尿液。结果他们差点弄撒了，还好没撒，他们对这个装置意见很大，万一不小心，太空船里边到处飘尿液液滴，这也太磕碜了。

这一次，安排他俩同一时间段休息，以前都是错开时间睡觉的。这一次可以舒服一点。也睡得足一点。美国东部时间早上 9 点钟，这两个宇航员被叫醒了，地面告诉他们出大事儿了。把两个宇航员吓了一跳，啥大事儿啊？地面告诉他们，有两架客机发生了相撞事故。一架是波音 707，一架是洛克希德的 星座 式。

这两位宇航员一听，这管我们屁事，我们的高度要比他们高 20 倍都不止。地面问他们，你们俩看到撞机事件没有，这俩宇航员这叫一个生气啊，他俩睡觉呢，啥也没看见。

这俩宇航员还伸着脖子往窗外看，地球太遥远，可以看见蔚蓝的大海，可以看到一朵朵的白云。可以看到佛罗里达半岛。噫？那是个啥？怎么海里出现白色的痕迹，紧接着冒出一道白烟啊？

宇航员们当时不知道，这是富兰克林号核潜艇在佛罗里达外海发射了一枚北极星潜射导弹。他们看见的是水下冒气泡的痕迹和导弹飞行的尾烟。所以啊，太空是有非常重要的军事价值的。啥都躲不过天上的眼睛嘛。

双子座7号在太空完成了 4 次变轨，稳定到了一个圆形轨道上，在这个轨道上，足可以维持 100 天不掉下去，就等着双子座 6 号飞船来汇合了。

双子座 6 号的成员组也在紧张准备。这一次任务代号变成了双子座 6A，毕竟这是多出来的一次发射任务。在双子座 7 号发射 8 天以后。斯塔福德和沃里坐进了座舱里，就等着发射了。要知道双子座飞船是采用纯氧环境，内部的气压比外部的低很多。人事先也要先吸氧，排除身体里的氮气。等适应了低压纯氧环境以后，再进入飞船。

双子座飞船本来就很窄，坐进去是很不舒服的。好不容易等到火箭点火，主发动机刚刚工作了 15 秒就突然刹车停止了。这可把两个宇航员给吓坏了，怎么关键时刻掉链子啊？宇航员的手都伸到了弹射拉环上，双子座飞船是靠弹射座椅救生的。但是从低压纯氧环境，突然弹出去，进入 1 个大气压的正常空气环境，人受得了受不了呢？他俩不知道。

如果是火箭已经起飞，发动机突然关机，再一屁股坐回发射台，那么就是一场涅杰林式的悲剧。整个火箭肯定要倒下来，肯定要炸掉。指令长沃里的脑子在一瞬间就要决定拉还是不拉。最后，他决定不拉，因为他没感觉到火箭在上升，应该是还在原地没动呢。果然，发动机开机时间太短了，火箭被发射架抱住，还没来得及动窝，暂时肯定是没有倒下去的风险，两个人算是赌对了。

事后这二位是一个劲的后怕，弹射座椅也是用固体火箭驱动的，弹射的时候肯定是屁股一溜烟，乖乖，舱里是纯氧环境，那简直是不敢想象。事后宇航员斯塔福德对媒体说，要是真的弹射，你们肯定会拍摄到两根大蜡烛从飞船里弹出来。NASA 在海军的中国湖试验场只做过非常潦草的测试，当时飞船座舱里充的是氮气，不是氧气。这二位算是捡回一条命。

卸除燃料花了 40 分钟时间。工程师们马上检查发动机，发现有个插头脱落了，导致了发动机熄火。后来再次排查，发现在马丁公司装配的时候。有个塑料帽掉进了管路，有可能会导致管路堵塞，好在被发现了。3 天以后，双子座 6A 再次发射，这一次宇航员非常顺利地进入了太空。

飞船绕着地球飞了 4 圈，逐渐靠近了双子座 7 号的轨道。6A 上的宇航员看见天边有一颗非常亮的星星，他还以为是天狼星呢。其实不是，这就是双子座 7 号。人家在轨道上已经转了 11 天了，你们怎么才来啊？

飞船的交会对接是非常复杂的事儿，因为在太空里，一切都是轨道，都是圆周运动。和飞机完全不是一个概念。比如说，你看见飞船就在前边，你要赶过去对接。你开小发动机一加速。你的轨道就升高了，轨道半径增加了，尽管你的线速度加大了，但是角速度反而变小了，你反而会远离目标。所以，反而需要稍稍减速，轨道下降一点。

斯塔福德和沃里有计算机辅助控制对接过程。两艘飞船彼此在靠近。就在此时，两艘船都进入到了地球背面，进入了黑暗之中。等到飞船转到阳面，双子座 6A 上的宇航员感觉一道阳光照进窗子，亮得有点刺眼。等眼睛适应阳光以后，望窗外一看，双子座7号就在几百米外的前面，看得清清楚楚。两艘飞船还在接近，逐渐接近到只有 36 米的距离。休斯顿的控制人员已经开始欢呼了，第一次有两艘飞船相距如此之近。

接下来的几个小时里，双方逐渐靠近，两边的宇航员一边唠嗑拉家常，一边操作。最后两艘飞船近到了只有 30 公分的距离。两艘飞船的状态非常稳定，太空里没有湍流，飞船是不会互相影响的。如果是飞机编队靠的这么近，气流会互相干扰。所以空中加油可不是个容易的事儿。

为了保险起见，双子座 6A 开小发动机使劲推了一下，和双子座 7 号分开了十几公里的样子。大家都要睡觉休息了，这是为了杜绝任何相撞的可能性。第二天，双子座 6A 开始返回大气层，最后落在了预定的海域，就在佛罗里达半岛附近。

双子座7号的两个人还有 3 天要过。你知道他们最后这 3 天是怎么熬过来的呀。他们在太空那么狭窄的环境里面足足憋了 11 天了。那真是百无聊赖，看太空都看腻了，没什么新鲜的。一直熬到最后一天，可算能够回家了。他们开反推火箭，进入返回的轨道。准确的落到了预定的海域，航母胡蜂号就在旁边等着呢。当他们被捞起来，放到胡蜂号航空母舰上的时候，两个人都疲倦的不行了，在航母上足足睡了一天。能在床上好好伸开了睡，真是太舒服了。

至此，美国人太空飞行的经验已经远远超过了苏联。苏联前期积累下的优势已经被消耗殆尽了。航天工业说到底拼的是国力。美国总统肯尼迪下定决心，不惜一切代价投入到了登月计划。而且副总统林登·约翰逊也是铁杆的支持者。在肯迪尼遇刺身亡以后，林登·约翰逊继任总统对航天计划一如既往地支持。但是苏联其实在航天方面并没有花那么多的钱。这几家设计局都处于竞争状态，或者说是内耗状态。互相攻击，已经是家常便饭了。

说实话，遇到这种情况，需要的就是领导一拍桌子，大喝一声“别吵啦”！然后直接下命令做决策。该用谁的方案，该如何分工。都要处理的清清楚楚。结果苏联是搞“诸葛亮会”，搞专家评议。专家们哪有那个胆子去拍板呢？只能是和稀泥，最后还是决定支持科罗廖夫和切洛梅分头行动，还是回到最早以前的方案，切洛梅搞绕月，科罗廖夫搞登月。唯一的改变就是科罗廖夫坚持，绕月飞船也要用他主导的联盟号飞船。这样可以保持绕月火箭的飞船系统和登月火箭保持一致，这样不就省了一份工作嘛，结果就把切洛梅气得够呛。

就在 1965 底，科罗廖夫病了。其实科罗廖夫的身体一直不算好，1960 年，科罗廖夫的心脏病第一次发作，于是他就去黑海边上修养。结果在疗养期间又发现了肾病。这都是当初在集中营留下的病根。医生都劝他，别这么不要命的工作啦，身体要紧。但是科罗廖夫的紧迫感是不允许他停下来的。

1962 年，科罗廖夫的身体毛病不断，肠道开始出血，被迫住院一段时间。到了 1964 年，他被诊断心律失常，住了 10 天的院，又被发现出现胆囊炎。后来又发生听力下降，估计是被火箭发动机巨大的声音吵的。到 1965 年底，他的被发现，大肠内有个息肉出血。1966 年 1 月 15 号他住进了医院，据说是苏联的卫生部长彼得罗夫斯基亲自主刀给他动手术。

其实科罗廖夫的病不是部长同志的专长。部长同志倒是好意，但是等到真的把科罗廖夫的腹腔打开，发现一个很大的肿瘤。作为主刀医生，彼得罗夫斯基处理的并不好，失血过多了。再加上科罗廖夫本人的心脏很弱，最后他就没能恢复过来。苏联航天事业最重要的主心骨科罗廖夫就这么离开了人世。当时他才 59 岁，年龄并不算老。

这一下，苏联的航天事业痛失擎天白玉柱，架海紫金梁。要知道在科罗廖夫的设计局，他是绝对的核心，完全是由他自己的技术眼光、领导能力以及和上下级的沟通能力在支撑。换个人是玩儿不转的。科罗廖夫的设计局由他的助手米申接手。米申是个不错的工程师，也是苏联科学院的院士。但是他显然没有科罗廖夫的魄力和领导能力。也不擅长和领导打交道。所以科罗廖夫的死，绝对是苏联航天界的一大损失。

真理报大字标题宣布了科罗廖夫的死讯。这时候全世界才知道原来这个人才是苏联航天领域最大的功臣。此前他一直隐姓埋名，以避免引起西方情报部门的关注。科罗廖夫被埋葬在克里姆林宫的墙外，算是享受到了极高的荣誉。

科罗廖夫死了，但是苏联的航天计划仍然在继续。米申继续按照科罗廖夫生前的计划继续准备所有的任务，当时的时间还是很紧张的。美国人的双子座计划和阿波罗计划都已经有条不紊的展开了。可是苏联这里仍然在磕磕绊绊。要载人登月，一方面是需要巨型的火箭，登月舱已经选用了最新的联盟飞船来改进。但是联盟飞船到现在还没经过测试呢。

联盟飞船的外形像是一口钟，和我国的神州飞船的样子很像。不再是苏联传统的球星。东方号和上升号都是球形的。钟形的好处是底部对着下落返回的方向，可以最大限度地减速。而且可以通过改变飞船重心对飞行角度进行微调。这是球型返回舱所不具备的能力。联盟飞船更大，这是真正为三个宇航员设计的飞船，足够的宽敞，当然载人登月的话，只能坐两个，还是尽量减轻重量。

联盟飞船专用的登月改造型顶部有个对接口。可以和其他飞行器进行对接。但是，这儿没有开门，也就是说登月舱顶在联盟飞船的头顶上。但是人是没办法从里面钻进登月舱的。必须穿上太空服，进行太空行走，从联盟号飞船钻出来，然后爬到前面的登月舱，然后开门钻进去，这多麻烦啊。没办法，登月舱是杨格尔的设计局设计的，本来就不是一家人，兼容性不怎么样。

一直到 1966 年的 11 月 28 号联盟号飞船的无人测试版本才第一次飞行，火箭是 R-7 系列的最新改进型号联盟号火箭，这次代号科斯莫 133 号。实验飞船也就不用联盟号的名字，这是苏联的习惯。

飞船的发射还算是顺利，毕竟 R-7 系列也还是比较可靠的火箭。本来打算再发射一艘联盟飞船和科斯莫 133 实现太空无人操纵下的对接。但是另一枚火箭出故障了，一台助推器无法启动，自动控制系统马上关闭了主发动机和其他几个助推器。工程师马上就上去修理，看看到底是什么故障。结果过了 27 分钟以后，又发生了一件诡异的事情，惹出一场大祸。我们下次再说。

#航天##太空#

“神舟十二号”与“天和”核心舱自主快速交会对接只需65小时

　“神舟十二号”与“天和”核心舱自主快速交会对接只需65小时，神舟十二号采用6小时的快速对接模式，比地球上绝大多数的快递要快得多，为什么可以这么快呢， 目前为止全世界在太空实施的对接已经超过500次，大多数美俄进行的。

“神舟十二号”与“天和”核心舱自主快速交会对接只需65小时1

　倒计时，我国又要发射载人飞船了！这次神舟十二号发射有一个亮点，那就是将采用快速对接模式，发射后6小时就可以实现与天和号的对接！

　神舟十二号任务

　2016年7月17日，神舟十一号成功发射，在7月19日实现天宫二号自动对接，用时2天。2021年4月23日美国发射的“奋进”号龙飞船，用了24小时才与国际空间站对接成功。神舟十二号采用6小时的快速对接模式，比地球上绝大多数的快递要快得多，为什么可以这么快呢？

　6小时快速对接模式是最快的吗？

　虽然我国航天对接已经进入6小时对接时代，但是还不是最快的。2021年4月9日发射的俄罗斯联盟飞船MS-18已经实现了3小时2分的超快对接模式，是历史上和空间站最快速的对接。

　联盟号飞船对接

　航天史上最快的对接记录

　俄罗斯联盟号3小时的超快模式是对接空间站最短的时间，但仍然不是世界上最快的太空交汇对接。

　1967年10月30日，俄罗斯两艘无人飞船186、188号实现了1小时8分的超快对接（飞船对接），这是人类史上航天器的首次自动对接，时间记录至今未被打破。

　俄罗斯火箭发射

　1966年3月16日，美国航天员阿姆斯特朗和斯科特乘坐“双子星座”8号飞船手动与“阿金纳”无人飞行器对接，是人类首次空间站对接。此外，美国双子座载人飞船创下了1小时34分的载人飞船对接记录。

　飞船是如何与空间站对接的？

　发射飞船和空间站对接，首先飞船发射时候需要和空间站同一个平面，这个一般是靠地球自转到达，所以这种发射有个时间窗口。

　飞船与空间站对接要解决的两个问题

　飞船发射入轨后，会先在更低的轨道开始绕地球运行，需要追上在更高轨道的空间站，就要解决高度差和相位差（角度差）两个问题，一般有两种方法：

　第一种是稳定轨道追逐法，飞船首先解决高度差问题，经过两次加速后达到和空间站同一轨道高度。然后经过多次减速，利用小轨道周期短办法缩短相位差，从而追上空间站。

　稳定轨道追逐法一

　稳定轨道追逐法二

　第二种是同椭圆轨道法，它是先调整角度、然后再调整高度，经过多次调轨，不断逼近空间站轨道。当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。这种方法耗时比较长，一般需要2~3天，但比较稳当。

　同椭圆轨道法

　俄罗斯超快速对接的原因一是国际空间站经过发射点上空时候开始发射，此时相位角差距最小。其次就是在飞行过程不做任何多余飞行，在飞船轨道绕行期间不绕完一圈就开始变轨，这样绕地球不到两圈就可以追上空间站。

　当然，俄罗斯的超快速对接原理看似很简单，但是要对轨道计算、飞船定位、加速增量等各种误差要计算非常精确，这不但需要很深厚的技术积累，还要有丰富的实践经验。

　变轨示意

　有哪些国家掌握天空对接技术？

　目前为止全世界在太空实施的对接已经超过500次，大多数美俄进行的。虽然距离首次对接已经过去了50多年，但世界上仍只有美、俄、中、欧空局及日本独立掌握太空对接技术。

　神舟十二号飞船6小时对接意义

　神舟十二号对接口

　我国神舟十二号飞船采用6小时快速对接模式，展示了我国在航天技术上的深厚积累，可以实施精度要求高、技术难度大的航天活动，也表明我国已经从航天大国开始变成航天强国。2021年5月29日发射的天舟二号货运飞船，也是采用6小时（实际8小时）的快速对接模式，可以说是为载人飞船预先进行了一次演练。

“神舟十二号”与“天和”核心舱自主快速交会对接只需65小时2

　大家有没有注意到，不论是神舟1号发射，还是现在神舟12号发射，都使用的是长征二号F火箭，长征二号F几乎成为了中国航天员的专用“座驾”，发射成功率为100%，那么我们就来了解一下为何长征二号F火箭如此优秀？

　长征二号F火箭全长5834米，由一，二子级结构组成，直径335米，助推器直径225米，整流罩直径38米，起飞质量4798吨，能一次性将84吨有效载荷送入近地轨道，长征二号F推进剂使用的是四氧化二氮和偏二甲肼，起飞推力为604387吨。

　最重要的是，长征二号F可靠性为097，安全性为0997，是我国所有型号火箭中可靠性和安全性最高的火箭，这就是为什么我国要把它作为神舟飞船和中国宇航员的专用“座驾”了。

　长征二号F共发射了15次，共17人次进入太空，神舟五号杨利伟，神舟六号费俊龙和聂海胜，神舟七号翟志刚、景海鹏和刘伯明，神舟九号景海鹏、刘旺和刘洋，神舟十号聂海胜、张晓光和王亚平，神舟十一号景海鹏和陈冬，神舟十二号聂海胜、刘伯明和汤洪波。

　神舟12号飞船正载着三名中国宇航员一步步地接近中国空间站，几个小时之就要与中国空间站交会对接了，届时，中国人将成为中国空间站的首批入住人员，我们终于圆了期待已久的“空间站梦想”。

　众所周知，以美国和俄罗斯为首打造的国际空间站已经运行20多年了，即说名字上带有“国际”两字，但实际上很不称职，美国一直阻止中国人入驻。

　但是现在，并不是我国羡慕美国，反而是美国羡慕我们，因为国际空间站已经衰老，2025年左右退役，而中国空间站才刚刚开始。

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。

阿波罗载人登月工程开始于1961年5月，预计1969年7月20至21日首次实现登月。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”飞船，其中5次成功，总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年，到1972年12月结束，耗资255亿美元。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。它是本世纪人类最宏伟的工程之一。

该工程的第一步是确定登月方案，它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后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。

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。

“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127吨的大推力“土星5”运载火箭。

研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方，也是全飞船的控制中心；服务舱装有主发动机等系统；登月舱由下降级和上升级组成。

首次载人登月是由“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，且阿波罗11号搭载登月舱飞船沿过渡轨道飞行2．5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（22千克），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。

1969年11月至1972年12月，美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船，其中除“阿波罗13号”因故没有登月（航天员安全返回地面），另五艘飞船均登月成功，“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动，采集岩石。

航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯，发现多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流……“阿波罗”工程极为壮观，它激动了无数人的心，使载人登月的千年梦想变成了现实。