空間交會
歷史
蘇聯(lián)第一次載人太空飛行的東方計劃里,曾在短時間內從同一發(fā)射架,只隔一兩天發(fā)射兩個航天器(1962年東方3號、東方4號,1963年東方5號、東方6號)。這兩次火箭的導引系統(tǒng)都將兩個航天器發(fā)射至幾乎完全相同的軌道。然而因為東方航天器缺乏軌道操縱的推進器,因此無法達成會合。雖然一開始兩者間距離僅有5至6.5公里,但后來逐漸漂離至數(shù)千公里遠。
1963年,日后成為阿波羅登月宇航員的伯茲·艾德林提交了博士論文,題目為 載人軌道會合的視線導引技術 (Line-Of-Sight Guidance Techniques For Manned Orbital Rendezvous) 作為NASA宇航員,他"將復雜的軌道力學翻譯成平易近人的飛行計劃給我的同僚看"
首次嘗試失敗
第一次空間交會的嘗試發(fā)生在1965年6月3日。美國宇航員詹姆斯·麥克迪維特試著操作雙子星4號航天器與已使用完畢的大力神火箭2型火箭會合。但因距離感的問題,還有火箭因推進劑排氣而不斷移動的問題,他無法靠得更近也無法保持位置。 最主要失敗的原因,是當時NASA工程師并不了解會合時所需要的軌道力學。 僅僅只將航天器指向目標再推進,并無法達成會合。如果目標在同一個到的前面,后者增加速度則會同時提升高度,反而遠離目標。 正確的做法是改變追逐者的軌道,讓會合的目標追上或被追上,然后再移動到同一軌道使得兩者相對速度為零。
首次成功會合
第一次成功的會合由美國宇航員華爾特·舒拉在1965年12月15日達成。他將雙子星6號移動至姐妹船雙子星7號旁僅僅1英尺(30公分)。 航天器并無對接設備,但足足保持固定位置達20分鐘。
首次對接
首次有兩艘航天器對接是發(fā)生在1966年3月16日,雙子星8號在尼爾·阿姆斯壯的指揮下與無人目標航天器會合。雙子星6號原本會是第一次對接,但該次任務所需的目標航天器發(fā)射失敗,所以對接計劃取消。
蘇聯(lián)在1967年10月30日使用Cosmos 186及Cosmos 188航天器進行了第一次自動無人對接。
第一位嘗試手動對接的蘇聯(lián)宇航員是Georgy Timofeyevich Beregovoy,他在1968年10月將聯(lián)盟3號與無人的聯(lián)盟2號對接卻失敗。他將航天器間的距離從200米降到僅僅1英尺(30公分),但在用盡機動燃料前來不及對接。
蘇聯(lián)第一次成功的載人航天器對接發(fā)生在1969年1月16日,聯(lián)盟4號與聯(lián)盟5號對接,并交換兩位宇航員組員。
第一次兩個不同國家的太空載具對接發(fā)生在1975年6月17日,在阿波羅-聯(lián)盟測試計劃中,阿波羅航天器與一艘聯(lián)盟號航天器對接。
第一次多重對接發(fā)生在1978年1月,聯(lián)盟26號與聯(lián)盟27號都與禮炮6號空間站對接。
用途
2011年12月 Soyuz TMA-03M在低地軌道與MRM-1 Rassvet 對接,運送三位宇航員至國際空間站
每次航天器要將宇航員或補給送上空間站時,就需要進行空間交會。第一次與空間站的會合發(fā)生在1971年6月7日由聯(lián)盟11號航天器與禮炮1號會合。載人太空任務已成功與6個禮炮空間站,天空實驗室,和平號及國際空間站會合過。目前聯(lián)盟號大約每六個月運送宇航員上下國際空間站。
步驟與方法
標準的會合及對接技巧是讓一個主動的航天器接近一個被動的目標。這技術已經成功展示在雙子星,阿波羅,阿波羅/聯(lián)盟號,禮炮號空間站,天空實驗室,和平號,國際空間站及神舟等太空計劃中。
會合步驟
空間交會由一個主動的追逐者太空載具以及一個被動的太空載具組成,可以分成幾個階段,通常始于兩個太空載具位于不同軌道,距離超過1000公里遠:
有很多種航天器操作技巧可用于進行平移,轉動的機動以作為近接及對接操作。
進場方法
V-bar法
R-bar法
Z-bar法
參見
航天主題首頁
Androgynous Peripheral Attach System
共用靠泊機制
月球軌道交會
節(jié)點歲差
Path-constrained rendezvous
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