科學解讀，飛船發射到近地軌道後，是如何與空間站對接的，漲知識

2020-10-29 前言論

大家好，這裡是前言論！

飛船是怎樣找到正確的對接位置的？而且是在無人控制的情況下自動找到的，飛船接近空間站的時候光線是很暗的，這種情況是怎麼找到對接口的？


先說答案，肯定是可以的，不然現在太空中正在工作的空間站又是怎麼實現補給和人員運輸的呢？

這是因為在飛船上一般都配有相對位置的導航系統，而它的核心就是Lider（雷射測距），也叫做雷射雷達，（做房屋設計的朋友應該都知道有一個測距儀就是和這個原理一樣，只不過Lider更加的複雜一些），Lider一般由雷射發射器和探測器組成。

Lider（雷射測距）

當探測前方物體時， Lider首先會發出一束雷射，雷射頻率一般在可見光之外，當雷射打到物體上時會被反射回來，被探測器捕捉到，從這個過程中我們可以獲得兩個數據，一個是距離信息，這可以是我們測算出飛船和空間站之間的時間間隔，雷射所走的路程就是光速乘以時間，C*T，這樣一來一回，前方物體的距離就是C*T÷2，當然這是理想的情況下。

而實際情況下，雷射並不是發射出去之後就反射回來的，因為只有在物體的表面是完美鏡面，以及和發射的雷射垂直的時候，才有可能，現實中物體表面會有極細微的凹凸不平光線產生漫反射，所以只有其中少部分的光會反射回來。

所以，我們能得到的第二個信息就是反射光的強度，當飛船接近空間站時，會不斷的在一個類似於圓錐形的範圍內發射雷射，探測前方視野範圍內物體每個點的距離和光的強度，當圖像上的顏色越接近白色時，就說明光越強，反之就會變弱，而且距離圖像是由一系列的點組成的，因為這樣就可以形成一個前方物體的3D信息，這樣的情況下飛船就可以根據這兩種數據來分析空間站的位置。

為了更加的準確，空間站還做了一些特別的處理，幫助飛船定位，首先是三個回射器，供飛船在遠距離定位空間站，每個回射器的內部分布了7個直角反射鏡，直角反射鏡由3個互相垂直的鏡面組成，無論光線從哪個方向射來，都會經過三次反射，按照原來的方向反射回去，如此一來就減少了散射，所以這三個位置的光強會特別強。

回射器在現實中已經有很多應用，比如自行車尾部的反射燈。

三處回射器，一個呈45度朝向上方,一個朝向下方，另一個朝向前方，三個回射器的位置也是事先約定好的，空間站還在中距離和近距離為飛船準備了兩組反光點，每組反光點都按固定的位置擺放，有些反光點會突出出來，幫助飛船定位三維坐標，根據Lider傳感器的數據，飛船會從光強圖像中定位出強度最強的幾個反光點，再配合距離信息，就可以精準計算出空間站的坐標系，和飛船自己的坐標系進行比較後，就可以進行姿態調整了。

而且航天飛船和空間站對接可以說是航天最神秘的技術之一，特別是現代的對接技術已經是完全自動的了。

而目前為止世界上最標準的對接技術就是以美國和俄羅斯的為主，我們以國際空間站為例，國際空間站有兩種對接接口

雖說是國際標準，但主要用來對接美國NASA的飛船，在空間站的另一頭則有三個俄羅斯飛船的對接接口，遵守的是俄羅斯對接標準——SSVP。

而我國的對接方式是和美國有點類似，不過有一點區別就是，我國在對接的時候，是先進行校準然後在進行對接的。


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