青春为谁狂2022年4月16日上午10点左右,已经在轨工作183天的神舟13号载人飞船三名乘组,顺利搭乘神舟13号返回舱,在东风航天着陆场预定区域直立着陆,此次成功着陆不仅是我国载人航天任务中航天员在轨半年的首次成功,更是我国载人航天返回过程中,首次采用快速返回机制的成功典范。
当然按照中国载人航天发展进程和我国天宫空间站建设计划,今年我国将会完成天宫空间站的正式建设任务。而执行后续两个实验舱与现阶段在轨运行的核心舱之间交会对接任务,则交给了即将发射的神舟14号载人飞船乘组。那么从载人航天的交会对接来说,问天、梦天两个试验舱发射入轨后交会对接会有多复杂呢?同时我国空间站交会对接相比美俄的优势在哪?
按照中国载人航天办公室公布的计划来看,在4月16日神舟13号载人飞船安全返回后,计划5月先期发射天舟4号货运飞船,6月发射神舟14号载人飞船,7月发射问天号实验舱、10月份发射梦天号实验舱,同时预计2023年完成最后的”巡天“号太空望远镜发射任务。
5月发射的天舟4号货运飞船发射升空后,由于现阶段天和号核心舱尾部的货运专用对接口还对接着天舟3号货运飞船,所以天舟4号货运飞船发射升空后,很可能会对接在天和号核心舱正前方的轴向对接口上。等到6月发射的神舟14号载人飞船应该会和神舟13号一样,直接对接在核心舱的径向对接口上,这个时候天宫空间站已经由对接在尾部的天舟3号、对接在正前方的天舟4号和正下方的神舟14载人飞船四个组合体组成。
由于7月份发射的问天号实验舱发射入轨后,并不会直接对接在核心舱侧面的舱口位置,而会为了降低对接产生的巨大碰撞力,先对接在正前方对接口位置,尔后再通过机械臂转舱。
所以在这个时间前,神舟14号载人飞船对接成功后,对接在尾部的天舟3号货运飞船将会载满空间站运行期间产生的垃圾,实施舱段分离后和天舟2号一样坠毁在大气层内,这样对接在正前方舱口的天舟4号就会和天舟2号一样实施大机动掉头,迂回对接在核心舱的尾部,为7月发射的问天号实验舱做好前期准备。
这样等到7月份发射的问天号实验舱发射入轨后,由于问天号和梦天号两个实验舱并不具备在轨机动飞行能力,所以只能是长征5B将其发射入轨后,实验舱按照预定程序打开太阳能帆板,进入准备对接阶段后,核心舱再通过变轨机动的方式逐渐靠近实验舱,像之前神舟飞船和天宫二号目标飞行器对接一样,先将问天号实验舱对接在核心舱正前方的轴向对接口上,尔后通过核心舱上的七轴机械臂将其抓取并调转90度方向,对接到侧面预定对接口,同样10月份发射的梦天号实验舱的具体发射、对接流程也是如此。
等到整个天宫空间站T型结构全部建设完成后,今年发射的天舟4号和神舟14号载人飞船都会和两个实验舱和核心舱组合在一起,等到11月份神舟15号载人飞船对接在核心舱正前方对接舱口,实现一个核心舱、尾部对接一个货运飞船、两侧对接两个实验舱,正前方和正下方各自对接一个载人飞船的人员交替时的对接状态。
这种先轴向对接、再抓取转向对接的方式,最大的优点就是避免了径向直接对接时,两个20余吨的航天器之间碰撞量较大的问题。此前苏联时期的和平号空间站在建设过程中,后面发射的大型舱段都是直接对接在预定对接口的,结果因为对接时巨大的惯性冲击,导致和平号空间站差点解体。
到了美俄合作建设国际空间站的时候,除了美、俄、欧、日重量较小的载人或者货运飞船都是直接减速后,以零误差轴向或者径向对接外,在建设初期和航天飞机在役时期,航天飞机虽然每次都会对接在国际空间站上,但是对接位置永远是国际空间站的轴向对接口,而非径向对接口。
当然对于航天飞机而言,因为其主要承担人员转运和物资补给和框架搭建工作,所以轴向和径向对接没什么区别,都是依靠自带的机械臂将其抓取后对接在预定位置的。
反观我国从一开始就采用轴向对接来降低两个大型航天器对接产生的巨大冲击,然后再依靠机械臂将其转移到位的方式方法,最大的优势就是降低了航天器对接的冲击对整个空间站的影响,同时也降低了对接时对对接舱口的碰撞,延长了对接舱口的对接寿命。
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