北京時間19日凌晨3點多,天宮二號空間實驗室與神舟十一號載人飛船成功實施了交會對接。這是中國首次模擬未來空間站的交會對接方式,即載人飛船利用自身機動能力去主動追蹤空間站。這次交會對接的成功為我國未來建設自己的空間站打下了堅實的基礎。
據報導,此次交會對接主要分為如下4個步驟完成。
由神舟十一號經歷5次變軌進入天宮二號的運行軌道;
兩名航天員回到飛船返回艙,封閉返回艙與軌道艙的艙門,換上航天服,做好一些列的準備工作。
由神舟十一號主動靠近天宮二號,並相繼在距離5公裡、400米、120米和30米的做4次停泊,通過飛船的敏感儀和通訊設備,多次確認飛船位置、姿態和距離等各項參數是否正常。其中在120米的停泊點,如果發現自動對接程序出現問題,則會切換到航天員手動操作方式。
在30米的停泊點,神舟十一號伸出捕獲鎖,卡在天宮二號的卡板器裡,之後隨著捕獲鎖的緩慢回收,飛船和天宮逐漸拉近,當對接環完全接合時,對接環裡的12把鉤鎖鉤定,完成對接。
在成功對接3小時之後,兩位航天員已經進駐了天宮二號。據介紹,組合體將在軌飛行30天,兩名航天員期間將按照飛行手冊和操作指南進行工作和生活,並按計劃開展一系列的科學實驗。
這裡所謂交會對接是指追蹤飛行器與目標飛行器在空間軌道上交會,並在結構上連成一個整體的過程。由於對接的兩個飛行器都在距離地面300多公裡的外太空,並且以 7.9km/s 的第一宇宙速度高速運行,在這種情況下還要實現對飛行器高度、位置、姿態和相對速度等各項參數的精準調校以實現對接,因此無論在國內還是國外,這一技術一直都是公認的航天難題。
中國是世界上第三個完整掌握空間交會對接技術的國家。2011年11月3日,神舟八號與天宮一號於北京時間凌晨1點36分完成了中國航天史上的首次交會對接。2012 年6月18日14點14分,神舟九號與天宮一號成功對接,完成了中國航天史上的首次載人交會對接。2013年6月13日13時18分,神舟十號與天宮一號成功對接,完成了中國首次載人交會對接應用性飛行任務。三年內三次飛行任務,中國共在軌完成了8次交會、6次對接,覆蓋了自動和手動、前向和後向、陽照區和陰影區等多種交會對接模式,系統突破並掌握了交會對接技術。
在中國之前,世界上只有美國和俄羅斯系統地掌握了完整的交會對接技術。
當時,處於冷戰時期的蘇聯看到美國已經在載人航天上取得了第一,於是改變發展思路,下大力氣開展空間站領域的研究,最終成為了世界上第一個成功發射了國際空間站的國家,即禮炮1號。
或許是由於禮炮1號的發射,繼承前蘇聯大部分資源的俄羅斯成為了目前世界上進行太空飛行器空間交會對接次數最多的國家。從1971年4月6日成功發射禮炮1號空間站開始,到在軌運行達15年之久的和平號空間站,歷時23年,期間共發射三代空間站。進行了近百次的交會對接任務,成功率超過90%,約有8次失敗,且主要發生在初期。
美國在載人航天計劃中不斷研究、發展,和完善了自己的交會對接技術。早在阿波羅登月計劃中,為了發展和驗證交會對接中的關鍵技術,美國研製並發射了雙子星座號系列飛船。並且在1965年12月15日,美國「雙子星座6」號和「雙子星座7」號飛船在航天員的參與下,成功實現了世界上第一次有人參與的太空對接交會。在隨後的1995-1998年間,美國後續發射的航天飛船成功完成了與和平號空間站的9次交會對接任務。
與美蘇兩國相比,中國的交會對接技術起步較晚,技術積累也比較薄弱,但是憑藉清晰的發展規劃和艱苦的努力,僅通過幾次發射就實現了從載人航天到空間實驗室對接的高速發展。就像中國載人航天工程總設計師周建平說的:「未來,隨著空間實驗室技術的進一步成熟,我國自己的大規模空間站建設也將進入一個高速的發展的時期。」
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