科普 | 空間交會對接的發展歷程

2021-02-15 中國載人航天

經過近20年的空間飛行試驗和持續的設計改進,交會對接技術逐漸成熟起來。

(1)和平號空間站

蘇聯1986年成功發射和平號空間站核心艙和對接艙。對接艙有6個對接口,這種多個對接口與對接方式是一個重大技術創新。對接機構有「杆-錐」型和異體同構型兩種,敏感器從最開始使用的老式射頻敏感器系統到1989年改為「航向」雷達測量系統,可測量相對距離與姿態,測量系統組成較齊全,作用距離從數百千米一直到對接。

 

和平號空間站外形圖

(2)太空梭

美國太空梭於1980年首次發射成功,到了20世紀90年代,太空梭開始具備空間交會/捕獲和對接的能力。對接機構採用異體同構周邊改進型,測量系統多為交會雷達,近距離採用光學敏感器和輕型攝像機。姿態控制基本上為自動,軌道控制多數為航天員手動,加上航天員目視,保證了對接的安全性和可靠性。進入21世紀後,太空梭與國際空間站交會對接近距離還採用了雷射雷達。

 

太空梭與和平號空間站對接

(3)日本工程試驗技術-7衛星自主交會對接

工程試驗技術-7衛星的出現標誌著交會對接技術由大型太空飛行器向中小衛星過渡。工程試驗技術-7衛星由追蹤星(2.5噸)和目標星(0.5噸)組成,入軌後分離,成功進行了多次不同距離交會對接。敏感器由交會雷達、差分GPS和雷射雷達與接近光學敏感器組成,對接機構採用「撞鎖-手柄」結構,質量輕、結構簡單,適用無人對接。

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