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“神舟十二號”與“天和”核心艙自主快速交會對接只需6.5小時

“神舟十二號”與“天和”核心艙自主快速交會對接只需6.5小時

 “神舟十二號”與“天和”核心艙自主快速交會對接只需6.5小時,神舟十二號采用6小時的快速對接模式,比地球上絕大多數的快遞要快得多,為什麽可以這麽快呢, 目前為止全世界在太空實施的對接已經超過500次,大多數美俄進行的。

“神舟十二號”與“天和”核心艙自主快速交會對接只需6.5小時1

 倒計時,我國又要發射載人飛船了!這次神舟十二號發射有壹個亮點,那就是將采用快速對接模式,發射後6小時就可以實現與天和號的對接!

 神舟十二號任務

 2016年7月17日,神舟十壹號成功發射,在7月19日實現天宮二號自動對接,用時2天。2021年4月23日美國發射的“奮進”號龍飛船,用了24小時才與國際空間站對接成功。神舟十二號采用6小時的快速對接模式,比地球上絕大多數的快遞要快得多,為什麽可以這麽快呢?

 6小時快速對接模式是最快的嗎?

 雖然我國航天對接已經進入6小時對接時代,但是還不是最快的。2021年4月9日發射的俄羅斯聯盟飛船MS-18已經實現了3小時2分的超快對接模式,是歷史上和空間站最快速的.對接。

 聯盟號飛船對接

 航天史上最快的對接記錄

 俄羅斯聯盟號3小時的超快模式是對接空間站最短的時間,但仍然不是世界上最快的太空交匯對接。

 1967年10月30日,俄羅斯兩艘無人飛船186、188號實現了1小時8分的超快對接(飛船對接),這是人類史上航天器的首次自動對接,時間記錄至今未被打破。

 俄羅斯火箭發射

 1966年3月16日,美國航天員阿姆斯特朗和斯科特乘坐“雙子星座”8號飛船手動與“阿金納”無人飛行器對接,是人類首次空間站對接。此外,美國雙子座載人飛船創下了1小時34分的載人飛船對接記錄。

 飛船是如何與空間站對接的?

 發射飛船和空間站對接,首先飛船發射時候需要和空間站同壹個平面,這個壹般是靠地球自轉到達,所以這種發射有個時間窗口。

 飛船與空間站對接要解決的兩個問題

 飛船發射入軌後,會先在更低的軌道開始繞地球運行,需要追上在更高軌道的空間站,就要解決高度差和相位差(角度差)兩個問題,壹般有兩種方法:

 第壹種是穩定軌道追逐法,飛船首先解決高度差問題,經過兩次加速後達到和空間站同壹軌道高度。然後經過多次減速,利用小軌道周期短辦法縮短相位差,從而追上空間站。

 穩定軌道追逐法壹

 穩定軌道追逐法二

 第二種是同橢圓軌道法,它是先調整角度、然後再調整高度,經過多次調軌,不斷逼近空間站軌道。當兩者軌道很接近的時候,再從空間站下方、後方緩慢變軌接近。這種方法耗時比較長,壹般需要2~3天,但比較穩當。

 同橢圓軌道法

 俄羅斯超快速對接的原因壹是國際空間站經過發射點上空時候開始發射,此時相位角差距最小。其次就是在飛行過程不做任何多余飛行,在飛船軌道繞行期間不繞完壹圈就開始變軌,這樣繞地球不到兩圈就可以追上空間站。

 當然,俄羅斯的超快速對接原理看似很簡單,但是要對軌道計算、飛船定位、加速增量等各種誤差要計算非常精確,這不但需要很深厚的技術積累,還要有豐富的實踐經驗。

 變軌示意

 有哪些國家掌握天空對接技術?

 目前為止全世界在太空實施的對接已經超過500次,大多數美俄進行的。雖然距離首次對接已經過去了50多年,但世界上仍只有美、俄、中、歐空局及日本獨立掌握太空對接技術。

 神舟十二號飛船6小時對接意義

 神舟十二號對接口

 我國神舟十二號飛船采用6小時快速對接模式,展示了我國在航天技術上的深厚積累,可以實施精度要求高、技術難度大的航天活動,也表明我國已經從航天大國開始變成航天強國。2021年5月29日發射的天舟二號貨運飛船,也是采用6小時(實際8小時)的快速對接模式,可以說是為載人飛船預先進行了壹次演練。

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 大家有沒有註意到,不論是神舟1號發射,還是現在神舟12號發射,都使用的是長征二號F火箭,長征二號F幾乎成為了中國航天員的專用“座駕”,發射成功率為100%,那麽我們就來了解壹下為何長征二號F火箭如此優秀?

 長征二號F火箭全長58.34米,由壹,二子級結構組成,直徑3.35米,助推器直徑2.25米,整流罩直徑3.8米,起飛質量479.8噸,能壹次性將8.4噸有效載荷送入近地軌道,長征二號F推進劑使用的是四氧化二氮和偏二甲肼,起飛推力為604.387噸。

 最重要的是,長征二號F可靠性為0.97,安全性為0.997,是我國所有型號火箭中可靠性和安全性最高的火箭,這就是為什麽我國要把它作為神舟飛船和中國宇航員的專用“座駕”了。

 長征二號F***發射了15次,***17人次進入太空,神舟五號楊利偉,神舟六號費俊龍和聶海勝,神舟七號翟誌剛、景海鵬和劉伯明,神舟九號景海鵬、劉旺和劉洋,神舟十號聶海勝、張曉光和王亞平,神舟十壹號景海鵬和陳冬,神舟十二號聶海勝、劉伯明和湯洪波。

 神舟12號飛船正載著三名中國宇航員壹步步地接近中國空間站,幾個小時之就要與中國空間站交會對接了,屆時,中國人將成為中國空間站的首批入住人員,我們終於圓了期待已久的“空間站夢想”。

 眾所周知,以美國和俄羅斯為首打造的國際空間站已經運行20多年了,即說名字上帶有“國際”兩字,但實際上很不稱職,美國壹直阻止中國人入駐。

 但是現在,並不是我國羨慕美國,反而是美國羨慕我們,因為國際空間站已經衰老,2025年左右退役,而中國空間站才剛剛開始。