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技不如人?神舟飞船对接要6.5小时,俄罗斯仅需3个小时,美国要28小时

璀璨科学  · 公众号  ·  · 2024-11-01 09:14

正文

从发射升空到和中国空间站完成自主交会对接,神舟十九号飞船需要飞行差不多 6.5 小时。这个时间算长还是短呢?时间的长、短其实相对而言的,在此之前,天舟五号货运飞船首次实现了 2 小时自主快速交会对接,创造了世界纪录。如果和天舟五号货运飞船相比,神舟十九号飞船需要 6.5 小时确实是有点慢,但是和其他一些载人飞船进行对比的话, 6.5 小时其实不慢了。

以美国在今年 10 29 日发射升空的载人龙飞船为例,这艘执行代号“ Crew-9 ”航天任务的载人龙飞船在飞行了差不多 28 小时后,才和国际空间站完成交会对接,乘坐这艘飞船的 美国宇航员尼克 · 黑格和俄罗斯宇航员亚历山大 · 戈尔布诺夫 顺利抵达国际空间站。也就是说,载人龙飞船飞行了一天多才抵达国际空间站,差不多比神舟十九号飞船多了 22 个小时。

当然,也有载人飞船比我们的神舟载人飞船快一些。俄罗斯在今年 9 12 日发射了“联盟 MS-26 ”飞船,这艘飞船在飞行了大约 3 个小时 10 分钟后就顺利与国际空间站完成交会对接,所需时间大约只相当于神舟十九号的一半。俄罗斯的飞船比我们更快实现交会对接,是不是我们技不如人?

其实不是的,我们也可以更快实现交会对接,像天舟货运飞船能够在飞行 2 小时的情况下就抵达中国空间站。为什么我们的神舟载人飞船却是坚持要采用 6.5 小时的快速交会对接的方式呢?

从技术层面来看,天舟五号货运飞船能够实现 2 小时自主交会对接,这意味着我们的载人飞船其实是有能力实现更快的交会对接的。如果能够更快完成交会对接、更快的返回地球,对于执行飞行任务的航天员来说肯定是有好处的。

大家别看航天员在太空执行任务时候,能够体验到失重的环境,实际上航天员在执行飞行任务过程中面临很多问题,其中一个问题就是飞船在发射升空以及返航的时候,航天员需要穿着舱内航天服,然后固定在座椅上的。

而且返回舱内空间很小,在这样的情况下航天员肯定不会很舒服,因为他们没法动弹。所以,往返路上,在返回舱内的时间越短,航天员的舒适性肯定会好些,如果飞行时间很长,航天员肯定会很辛苦的。

在此之前,天舟货运飞船也是采用 6.5 小时的快速交会对接,而天舟五号货运飞船之所以能够实现 2 小时交会对接,是进行了 2 方面的技术调整。

一方面,是优化了交会对接的制导控制策略,将多次变轨压缩成了 2 次综合机动,在远距离引导过程中多圈次飞行压缩为半圈而已,这样一来就能将原先需要的 4 小时减少到大约 1 小时。

另一方面就是飞船在近距离自主控制的过程中,减少了多个停泊点,也就是和动车组减少了多个经停车站数量是 同样的意思,这样一来也就将原先所需的 2 个多小时减少到大约 40 分钟。经过在这两方面进行优化、调整后,天舟五号货运飞船就可以和中国空间站完成 2 小时快速交会对接了。

专家表示,天舟五号货运飞船 2 小时快速交会对接的意义非常大,可以大幅度缩短飞船前往中国空间站所需的时间,如果是在执行救援任务的时候采用这么快的交会对接方式,我国的太空紧急救援能力会大幅度提升。如果我们的神舟载人飞船也采用这样的快速交会对接方式,那飞船在发射升空没多久,航天员就能快速抵达中国空间站了。

神舟为何不采用 2 小时交会对接

不管是载人飞船还是货运飞船,在发射升空前往空间站时,有一个很重要的前提,那就是飞船、空间站要先共轨飞行,也就是说,飞船、空间站的飞行轨迹几乎要一模一样,不然就没法实现交会对接。

而要实现快速交会对接,也有 2 个很重要的条件,一个就是飞船发射升空时的入轨精度要足够高,另一个则是空间站组合体在飞船发射升空之前也需要进行轨道的调整,通过提高飞船入轨精度以及调整空间站组合体的轨道,就可以实现快速交会对接了。天舟五号货运飞船能够实现 2 小时交会对接,这其实说明了我们已经掌握了比 6.5 小时更快的 2 小时交会对接方式,但是载人飞船还没采用这样的方式,也是有原因的。

载人飞船追求快的同时,也需要确保安全。在历史上,还有比 2 小时更快的交会对接。前苏联在 1986 4 15 日发射的宇宙 -213 号无人飞船仅用了 46 分钟就和提前一天发射的宇宙 -212







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