对接动力学相关问题 怎样保证飞船不把空间站掀翻了？
前面说到了 ， 对接将产生撞击能量 。 除了航天器上的缓冲、耗能装置 ， 空间站工程还有几项设计与这一问题相关 。
第一 ， 主动对接机构上配置的缓冲阻尼系统在对接撞击过程中隔离了两个飞行器本身 ， 实际起到的效果相当于以这套系统的等效动力学特性(而不是整个飞行器的特性)去撞击目标 。 因此 ， 通过对这套系统的动力学参数设计 ， 可对不同的对接目标及各种对接初始条件进行适应 。
第二 ， 为了不干扰缓冲阻尼过程 ， 对接后两航天器均要停止姿态控制 ， 组合体处于自由漂移状态 。 此时缓冲系统不再有能量输入 ， 只需将对接撞击能量消耗即可 。
第三 ， 对接动力学较难处理的一个问题是偏心条件下的对接 ， 此时需要对接机构有承受较大偏心翻转载荷并吸收该方向输入能量的能力 。 在美国航天飞机与苏联和平号空间站对接的合作项目中 ， 航天飞机的对接口设置在背部 ， 远离质心 ， 加上飞机巨大的质量 ， 当时已有的对接机构无法在此条件下完成对接 。 为此 ， 苏联专门研制了APAS-89对接机构 ， 第一次采用了导向瓣内翻布局以扩大主结构尺寸、提高承载能力 ， 并在缓冲系统中串联了电磁阻尼器；美国方面也修改了控制方案 ， 对接接触后用航天飞机头尾的平移发动机配合执行喷气脉冲 ， 以部分抵消翻转力矩 。 在双方的技术配合下 ， 航天飞机与和平号多次对接成功 。
偏心工况在径向对接中是常见的 。 我国神舟十三号飞船径向对接中 ， 空间站组合体在姿态停控期间的自由漂移偏转角度远大于之前历次轴向对接的漂移转角 ， 也是这个原因 。
机械臂作为另一种对接选择 为什么说传统对接方式仍有优势？
早期航天活动中 ， 测定轨、飞行器自主测量与控制能力相对较弱 ， 为了达成系统目标 ， 尽量利用成熟的机械技术扩大对接机构的容差能力 ， 因此当时的对接机构都是类似于杆-锥的设计 ， 对接初始偏差可以宽至30cm 。 随着技术发展与测定轨、控制能力的增强 ， 对接初始条件范围缩小 ， 对接机构可以做得更加精巧 ， 减小容差和导向结构 ， 减小体积和重量 。 精准的交会撞击能量减小 ， 因而也可以简化缓冲吸能装置 。 由此发展出弱撞击对接机构以及机械臂捕获后对接的技术和应用 。
机械臂抓捕后再对接的方案 ， 实际上是将飞船交会终点设为目标附近的悬停点 ， 将对接初始条件的接近速度也控为零 。 该方案充分发挥飞行器高精度运动控制和机械臂的功能性能优势 ， 极大降低了对接机构容差和缓冲能力的要求 。 机械臂作为通用工具可以服务于所有来访飞行器 ， 来访者的对接机构则可以简化、轻量化 。 这种方案的另一个独特优势在于 ， 机械臂捕获飞船或来访舱段后可以将其转移到任意方向的对接口对接 ， 使舱段组装建造有了更灵活的选择和更广阔的拓展空间 。
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