再探蒼穹破萬里

北京時間10月16日零點23分，神舟13號載人航天飛船順利發(fā)射成功，飛行乘組由航天員翟志剛、王亞平、葉光富組成，三人將在軌執(zhí)行各種艙內(nèi)艙外任務(wù)，太空出差時間長達(dá)180天。

在神舟13號飛船起飛6個小時33分鐘后，飛船成功與中國天宮空間站實現(xiàn)自動徑向交會對接，所花費的時間比神舟12號載人飛船要減少30多分鐘，也創(chuàng)造中國航天的又一項紀(jì)錄。

神舟13號載人飛船將起到承前啟后的重要作用，也將創(chuàng)造許多個“第一次”。

神舟13號載人飛船首次采用徑向?qū)臃绞?；我國空間站將首次實行天舟二號及三號貨運飛船，神舟13號載人航天飛船和核心艙4個飛行器的組合體運行方式。

當(dāng)神舟13號乘組結(jié)束180天的太空出差之旅后，我國以后的載人飛船乘組執(zhí)行任務(wù)的時間均將延長至6個月以上。

中國空間站將首次迎來首位女性航天員王亞平，她也將成為我國首位出艙執(zhí)行任務(wù)的女性航天員，并將創(chuàng)造航天員在太空執(zhí)行任務(wù)195天的時長紀(jì)錄。

徑向交會對接是怎么回事？徑向交會對接的難度究竟有多大？

觀看發(fā)射直播的人肯定會發(fā)現(xiàn)，在空間站與神舟13號交會對接前，天宮空間站的姿態(tài)較為正常，呈水平飛行姿態(tài)，但當(dāng)神舟13號飛船對接之后，空間站的組合體卻向上翻轉(zhuǎn)，腹部朝前，幾乎呈直立狀態(tài)在軌道上飛行。

縱然是質(zhì)量近70噸的龐大空間站組合體，但在偏離質(zhì)心的位置施加一個力，也會使空間站組合體發(fā)生偏轉(zhuǎn)或者失控，所以對接的難度是相當(dāng)之大的。

無論是國際空間站還是我國空間站，與其他飛行器的對接口主要有三種，分別為前向接口，后向接口和豎向接口，而豎向接口也叫作徑向接口。

而目前空間站的前后接口分別對應(yīng)天舟2號貨運飛船和天舟3號貨運飛船，而中間的位置是天和核心艙，所以這次神舟13號載人航天飛船要首次采用徑向?qū)臃绞健?/p>

在以前的對接實操中，前向?qū)雍秃笙驅(qū)拥姆绞揭呀?jīng)得到了充分的驗證，而徑向?qū)右惹昂笙驅(qū)与y上數(shù)倍之多。

前后向?qū)臃绞?/h3>

在以前，載人飛船和空間站對接時采用前后向?qū)臃绞剑d人航天飛船和空間站都處在同一軌道高度，并且速度都保持相對一致。

這樣就可以在軌道中設(shè)置若干個接近點，采用走馬觀花的方式，逐漸加速接近空間站，并逐步實現(xiàn)對接，類似于兩名運動員在進(jìn)行接力跑，最后的交棒儀式相當(dāng)于對接。

徑向?qū)臃绞?/h3>

而徑向?qū)臃绞綍r，載人飛船與空間站處在不同的軌道上，它們的高度不同，運動速度也不同。載人飛船的軌道處在空間站軌道的下方，所以載人飛船必須在速度上趕超空間站。

同時載人飛船還要做出一系列繁瑣的操作，使飛船直立，消除與空間站之間的偏差，達(dá)到相對靜止，實現(xiàn)與空間站之間的對接。

在飛船前后對接時，飛船的x、y、z軸均保持正常的水平位置和方向。而徑向?qū)訒r，載人航天飛船需要調(diào)整姿勢變?yōu)榇怪憋w行，并且不停地滾動調(diào)整姿勢，保持對接口完全吻合。

載人飛船的位置不斷發(fā)生變化，還要參照空間站接口附近的相對導(dǎo)航目標(biāo)標(biāo)志，這也是第一項徑向?qū)拥年P(guān)鍵技術(shù)。

徑向?qū)拥牡诙楆P(guān)鍵技術(shù)

同時，徑向?qū)舆€需要導(dǎo)航敏感器合作目標(biāo)的切換技術(shù)，無論飛船姿勢調(diào)整得多么準(zhǔn)確無誤，飛船始終要保持和地面的通信暢通，保證畫面的實時傳輸，才能最終完成對接。

此時涉及一個問題，地面指揮中心和飛船要完成信號傳輸時，需要借助飛船上方的衛(wèi)星。飛船、地面接收天線和衛(wèi)星這三者缺一不可。

當(dāng)飛船水平方向飛行時，飛船的背部天線會指向上方的中繼衛(wèi)星，而腹部天線會指向地球方向的地面天線。但飛船垂直姿態(tài)飛行后，由背部和腹部的兩個天線就變成了一左一右，這樣信號就會斷斷續(xù)續(xù)，圖像也不能及時發(fā)回地面。

信息代理傳輸功能

所以我國科學(xué)家設(shè)計了空間站的信息代理傳輸功能，讓空間站起到一個巨大路由器的作用，飛船會把信息發(fā)射給就近的空間站，然后再由空間站發(fā)送給中繼衛(wèi)星，最后再傳導(dǎo)給地面，保證信號的通暢。

最后

從2003年到今天，我國載人航天工程已經(jīng)發(fā)展了整整18年，也創(chuàng)造了一個又一個奇跡，如今，中國空間站時代已經(jīng)到來，預(yù)祝神舟13號乘組載譽歸來。圖片來自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)必刪。