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“天宫一号“与其他空间站六大不同(图)

2011-09-25 10:54 北京日报 我有话说 字号:TT


 

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俄罗斯进步M-M货运飞船伸出对接用的杆准备对接

 

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苏联航天员沙塔洛夫在示意“联盟”5号与“联盟”4号的对接过程

 


  苏联人完成了无人对接


  回首二:1967年10月30日,苏联先后发射了2艘不载人的联盟号飞船宇宙-186、188,成功进行了世界上第一次无人航天器自动交会对接。其中宇宙-186为追踪飞行器,宇宙-188为目标飞行器。它们采用“针”模拟测量系统和无通道的“杆-锥”式对接机构。


  1967年10月27日,宇宙-186率先上天;同年10月30日,宇宙-188被发射到距宇宙-186相差24千米的轨道上。此后,先通过地面站的导引指令,使宇宙-186进行交会机动,并进行姿态调整,宇宙-188也进行姿态调整,保持与宇宙-186的相对指向。接着,这2艘飞船启动“针”模拟测量系统,即用雷达和计算机系统测量彼此之间的相对距离、相对速度、相对角速度、相对方位角,并逐渐接近。当相对距离为350米、彼此之间的相对速度降到2米/秒时,进入最终逼近阶段。在最终逼近阶段,宇宙-188利用姿态控制推力器保持与宇宙-186同轴,宇宙-186伸出可伸缩的对接探杆,插到宇宙-188的接纳锥中,实现对接。
 

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  9月20日10时9分,天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭组合体以每小时22米左右的速度,行进1500米,于10时09分钟到达发射架。当日,中国载人航天工程新闻发言人宣布,我国将实施载人航天工程首次空间交会对接任务,执行任务的天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭组合体已从酒泉卫星发射中心垂直总装测试厂房顺利转运至发射区。天宫一号将于9月27日至30日择机发射。新华社记者秦宪安摄

  技术解析:手动控制和自动控制


  航天器空间交会对接技术的实施必须由高级控制系统来完成,根据航天员及地面站的参与程度可将控制方式划分为如下四种类型:


  (1)遥控操作:追踪航天器的控制不依靠航天员,全部由地面站通过遥测和遥控来实现,此时要求全球设站或者有中继卫星协助。


  (2)手动操作:在地面测控站的指导下,航天员在轨道上对追踪航天器的姿态和轨道进行观察和判断,然后动手操作。


  (3)自动控制:不依靠航天员,由船载设备和地面站相结合实现交会对接。该控制方法亦要求全球设站或有中继卫星协助。


  (4)自主控制:不依靠航天员与地面站,完全由船载设备自主实现交会对接。


  从本质上说,上述分类可归结为人工控制方式或自动控制方式。


  用手动控制来完成空间交会对接成功率高,但缺点是工作时间长,从几个小时到几天,而且劳动强度很大,此外还受空间环境条件(如光照)的严格限制等。用自动控制来完成空间交会对接不需考虑人员的安全和救生问题,但需要分布很广的地面站或中继卫星,花费巨大。


  两个拟交会对接的航天器在相距较远时一般都采用自动控制,在相距较近时,美国采用手动控制,俄罗斯仍采用自动控制,只有在自动控制失败时才采用手动控制。这可能是由于其地理位置决定的,俄罗斯横跨欧亚大陆,因此可以满足自动控制中地面站数量的要求,美国则达不到这样的条件。


  未来的发展趋势是人工控制和自动控制相结合,以提高交会对接的灵活性、可靠性和成功率。

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