天宫空间站姿态倾斜超70度,复盘神舟十三号发射对接,决胜之战( 四 )


反观国际空间站则主要是轴向对接 , 虽然该站也有不少径向对接口 , 但也主要是通过调整空间站姿态配合飞船进行轴向对接 。
神舟十三号抵达中瞄点进行相关状态确认后继续向200米停泊点转移 , 转移过程中飞船逐步调整至直立姿态 , 到达200米停泊点后飞船沿轴向旋转180度(滚动调姿) , 旨在建立瞄准姿态 , 完成调姿后飞船继续向19米停泊点转移 , 然后是最后靠拢段飞行 。
神舟十三号过中瞄点
神舟十三号完成俯仰调姿后视场中的天宫空间站
神舟十三号沿轴向旋转180度过程中空间站视角的变化
在最后靠拢段航天员可以通过TV摄像机画面监控对接状态 , 一旦自动对接系统出现较大偏差 , 可以立即转手动对接 。
神舟十三号从200米停泊点转进19米停泊点 , 天宫空间站越来越近
?神舟TV摄像机镜头画面
当飞船对接环与径向对接口接触后即标志着对接机构捕获 , 尔后就是对接机构之间的缓冲、拉近、锁紧 , 这个过程耗时约15分钟 。
神舟十三号对接环与空间站径向对接口接触
完成锁紧后神舟十三号与空间站就建立了刚性连接 , 此时有两个画面值得关注 , 一个是天和核心舱舱外摄像机解锁的神舟飞船在轨新视角 , 这应当是神舟飞船自首次飞行以来在太空呈现的最为高清的画面 。
径向对接解锁的神舟飞船在轨新视角
另一个画面就是飞控大厅展示的空间站组合体运行画面 , 画面显示组合体姿态出现了较大幅度的倾斜 , 事后据透露倾斜角度超过了70度 , 这是因为径向交会对接属于偏离质心对接 , 而异体同构周边对接装置又有着较大的撞击能量 , 因此出现了这一情况 , 当然这都是设计状态 , 并不是异常情况 。
天宫空间站组合体姿态倾斜超70度
当神舟十三号与径向对接口完成锁紧之后空间站组合体随即起控 , 天舟三号货运飞船启动姿态控制发动机很快就将空间站组合体恢复至连续偏航飞行姿态 。
也正因为是偏质心对接 , 所以天舟二号货运飞船此前由后向对接口绕飞对接至前向对接口 , 其作用之一就是进行质量配平 , 如果没有这一配平措施姿态将会出现更大幅度的倾斜 。 后续天舟三号货运飞船也将与天舟二号一样 , 由后向对接口绕飞至前向对接口 , 为神舟十四号径向对接创造质量配平条件 。
对接于后向对接口的天舟三号货运飞船
神舟十三号径向对接出现的姿态扰动进一步凸显了实验舱转位对接设计的必要性 , 天和核心舱的两个实验舱永久停泊口也属于径向对接口 , 如果质量超神舟飞船近3倍的大型实验舱也和神舟一样直接径向对接 , 巨大的撞击能量将使空间站组合体陷入更为复杂的姿控难题 。
因此问天号与梦天号两个实验舱都是先行轴向对接于前向对接口 , 再由机械臂转位装置转移至永久停泊口 。
梦天实验舱轴向对接于前向对接口(效果图)
转位机械臂辅助梦天实验舱转位至侧向停泊口(效果图)
问天实验舱采用的也是同款对接转位办法(效果图)
接下来就是神舟十三号航天员乘组的进驻工作 , 三名航天员由返回舱进入到天和核心舱需要穿越3个空间 , 依次是神舟十三号轨道舱、对接通道、气闸舱 , 尔后进入天和核心舱 , 在此过程中需要打开4道舱门 , 依次是返回舱舱门、轨道舱前舱门、节点舱径向对接口舱门、节点舱与天和核心舱之间的双向承压舱门 。
航天员需打开的4道舱门及穿舱路径(蓝色箭头)
航天员每进入一个密闭空间之前都需要进行舱室密封检漏 , 以确保舱室环境的安全 。 航天员每打开一道舱门都需要打开压力平衡阀 , 确保舱门两侧空间压力的平衡 , 否则舱门是打不开的 , 或者打开过程中会很吃力 。
比如神舟十三号乘组01航天员翟志刚当年在神舟七号任务中首次太空行走时开气闸舱舱门就相当费力 , 用他自己的话说“我是玩命地在那开门拉那个舱门” , 这就是内外压差问题所致 , 当然经过改进这种问题在天宫空间站已经不复存在 。
翟志刚回想神舟七号气闸舱开舱门
此前神舟十二号撤离后 , 热心的网友提出了一个问题 , 咱们空间站这段时间没人 , 那么舱门有锁吗?答案是有的 。
01航天员翟志刚使用舱门钥匙开径向对接口舱门
航天员乘组执行每一个大项任务都有明确的分工 , 比如进核心舱任务中 , 01航天员翟志刚是操作员 , 02航天员王亚平是协作员 , 03航天员叶光富则在返回舱内负责天地沟通与监视飞船状况 。

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