天舟二號與天河核心艙成功實現自主交會對接,用時僅約8個小時,比此前神舟八號與天宮一號實驗室的交會對接的時間節省了很多,相當于由普快變成了高鐵,這個技術是如何做到的呢? 天舟二號與天河核心艙如何快速精準對接?天舟貨運飛船之所以能實現短時間高效率地交會對接,就是因為它具備全自主快速交會對接能力,全自主就是交會對接過程中地面工作人員不需要干預兩個飛行器,只是實時監測各種遙測數據,整個交會對接過程全部交由天舟貨運飛船自主完成。 在茫茫太空中兩個航天器能實現快速順暢精準地交會對接,離不開完備的導航指引系統。總結大概使用了三套系統。 1、當目標體進入50公里范圍內時(即天舟看天河或天河看天舟),天舟貨運飛船主要依靠北斗導航來控制; 2、當目標體距離縮短到30-10公里時,就會通過艙體上端的激光雷達來探測目標體的位置、相對距離、飛行器的姿態和俯仰角度等,從而保證對接的精度。 3、當目標體進入到30米交會對接范圍內時就會使用視覺導航敏感器,通過攝像的光學原理進行距離和姿態的測定,從而保證兩個航天器慢慢靠近直至完成捕獲、緩沖、拉近、鎖緊等最好幾個關鍵步驟。 而此前的神舟八號與天宮一號的交會對接,從起飛開始地面工作人員就要全程參與,通過地面的測控系統來進行測軌和變軌并向航天器發出各種指令,到最終交會對接完成大概要用2-3天的時間。 并且在航天器在對接之前,航天器要先把自己的軌道、姿態等數據傳到地面進行計算,然后再由地面將計算好的數據傳到航天器上,航天器再根據地面的指令完成相關動作,這種“半自動交會對接”必然會占用大量的時間。 參數出現異常,天舟二號連續2次推遲發射天舟二號貨運飛船是我國空間站關鍵技術驗證及建造階段的首飛貨運飛船,關系著空間站“天地運輸走廊”能否順利搭建和后續載人航天計劃能否順利實施,因此飛船的成功發射意義重大。然而天舟二號的發射卻經歷了驚心動魄的兩次推遲發射。 5月16日,天舟二號貨運飛船已轉運至海南文昌航天發射場發射區,原定于5月19日晚上21時40分發射。但是在當日19時許(距離火箭點火發射不到3小時),發射指控大廳中的數據信息顯示“一個壓力值參數異常”。 經過一個差不多一個小時的摸排,工作人員并沒有找到參數異常的真正元兇,而此時距離發射不足兩小時,型號領導一致決定推遲此次發射任務。 盡管第一次發射任務因故被推遲發射,但工作人員在當天夜里仍然繼續投入到異常參數的排故中,終于在5月20日找到了引起參數異常的原因,這是因為發射塔的噴淋系統出現故障引起的。 然而在發射塔的噴淋系統故障被穩妥處理之后,本該迎來5月21日凌晨的發射窗口,但是當負8小時推進劑補加之后,再次出現了異常情況,發射任務不得不再度推遲。 而經過歷時9天的磨礪,北京時間2021年4月29日20時55分,天舟二號終于在海南文昌航天發射場由長征七號遙三運載火箭搭載升空,并于5月30日凌晨5時01分與今年4月29日發射升空的“天和號”核心艙成功實現自主交會對接。 天舟二號及組合體近期有哪些科學任務?天舟二號是我國繼天舟一號之后的第二艘貨運飛船,它采用兩艙構型,由貨物艙和推進艙組合而成,具備全方位自主交會對接能力,亦可多次完成推進劑在軌補加任務。 從飛船的整備參數和載荷等情況來看,天舟二號貨運飛船總長為10.6米,最大直徑達3.35米,最大起飛重量為13.5噸,物資上行能力達6.9噸,載貨比0.51,在軌壽命不小于1年,供電能力不小于2.7千瓦。 天舟二號飛船與天和核心艙完成交會對接后,隨即轉入組合體飛行階段,相關的控制權也由核心艙來完成,包括組合體軌道姿態的控制、能源的調配等。 此次的天舟二號飛船是天河核心艙在軌道上迎來的第一位來自祖國的“客人”,而天舟二號也不含糊,足足帶上去了6.9噸的“禮物”,包括空間站和航天員所需的各種物資以及要為天河核心艙加注的2噸重的推進劑,另外還有一個象征著越來越牛的“中國牛”飾品。 據了解,此次天舟二號與天河核心艙交會對接組成的組合體,近期將開展推進劑的后項對接口的補加,并擇機對組合體的軌道進行調整,以最佳的狀態迎接今年6月將發射的神舟十二號載人飛船的來訪。 另外根據中國載人航天工程副總設計師楊利偉介紹,神舟十二號載人飛船將在酒泉衛星發射中心發射,3名航天員將在軌駐留3個月,并開展設備更換、艙外維修維護、科學應用載荷等一系列操作,目前載人飛船已安全運抵酒泉衛星發射中心,航天員各項訓練工作也已經進行到了強化沖刺階段。 總結半個世紀以來,我國實現了從發射第一顆人造地球衛星“東方紅一號”到開展深空探索,我國的航天發展雖比美國等國家要晚,但如今已成為世界上第二大航天國,航天發射任務逐年增加,而一次次勇攀航天高峰的背后,離不開國家的日益強盛和一代代航天人科學嚴謹的心態和辛勤的付出。 |
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