神舟十五号发射,火箭三大升级,为何不2小时快速交会对接空间站


神舟十五号发射,火箭三大升级,为何不2小时快速交会对接空间站


文章图片


神舟十五号发射,火箭三大升级,为何不2小时快速交会对接空间站


文章图片


神舟十五号发射,火箭三大升级,为何不2小时快速交会对接空间站


文章图片


神舟十五号发射,火箭三大升级,为何不2小时快速交会对接空间站


神舟十五号载人飞船与长征火箭成功分离 , 进入预定轨道 , 飞行乘组状态良好 , 发射取得圆满成功 。 至此 , 中国空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成 。
此次 , 神舟十五号依然采用了6小时快速交会对接技术 , 所以将会在凌晨对接空间站 。

神舟十五号如何对接空间站
神舟十二号与火箭分离后 , 将进行多次变轨 , 来到与空间站核心舱相同的距离地面393公里的轨道上 。 过约4.5个小时的飞行 , 就能和空间站相见 , 接下来它们就要逐渐逼近 , 它们需要不断地确认位置关系 , 调整自己的姿态和速度 。

巨大的质量差异给交会对接过程也带来新的难度 。 在对接的过程中 , 两个航天器的相对速度不断减小 , 缓缓靠近 。 神舟十二号飞船上有一个主动捕获装置 , 在对接时会提前伸出来 , 在与中国空间站前向对接口对接机构接触的一瞬间 , 紧紧抓住并拉回再锁死 , 最终完成交会对接 。
火箭进行了三大升级
但是我们都知道 , 就在前不久 , 天舟五号成功对接于天宫空间站天和核心舱后向端口 , 此次任务中 , 首次实现了两小时自主快速交会对接在轨空间站 , 创造了世界纪录 , 此前对接空间站的最高纪录是联盟号MS-17飞船于2020年10月14日对接国际空间站 , 用时3小时03分 。
而相比天舟五号任务 , 长征二号F载人火箭又进行了三大升级 , 第一 , 提升火箭自主应对天气等因素的能力 , 确保零窗口发射;第二 , 升级控制系统 , 增加了增加了火箭起飞时间偏差的适应性技术 , 可在火箭的轨道参数中进行修正 , 自动补偿起飞过程中的时间偏差 , 确保火箭的入轨精度;第三 , 升级遥测系统 , 长二F火箭遥测系统发射机和导航接收机也进行了升级 , 让火箭的导航接收机能够接收到更多卫星的导航数据 , 使火箭的入轨精度更高 。

那既然升级后的“长二F”拥有更高的入轨精度 , 为何不2小时快速交会对接空间站 。
要知道 , 太空处于失重环境后 , 约1/3的比例的人会出现航天运动病 , 表现在航天员出现恶心呕吐和出冷汗等身体不适的症状 , 有的也会出现头晕以及感觉错位等错觉 。 运动病最严重的时候恰恰是发射后8-12小时 , 症状消退一般在30- -48小时后 。
所以全自主快速交会对接好处不少 , 从体验上说最主要的是缩短了航天员在狭小的船舱内的等待时间 , 航天员早点进入更宽敞舒适的空间站舱段 , 对于缓解航天运动病的影响也是有好处的 。
而全自主快速交会对接速度越快 , 对于航天员来说 , 肯定是会更好的 。

为何不采用2小时对接技术
事实上 , 因为长征2F火箭的升级 , “神十五”任务的交会对接已经具备了提速的条件 , 并有机会进行2小时快速交会对接 。 如果能够应用2小时模式 , “神十五”将成为世界航天空间站任务最“快”的载人飞船 。
但是我们要知道 , 在天舟五号发射的时候 , 神舟十五号在酒泉开始了推进剂加注、发射前和火箭的组装等工作 , 进入发射前的最后程序了 , 这个时候 , 6.5小时对接的相关程序已经在飞船出厂之前输入了船载计算机 。

天舟五号毕竟是中国第一次尝试2小时快速交会对接 , 研究人员肯定要根据此次数据 , 对其进行优化 , 研究人员甚至还想把对接时间尽可能地缩短 。
而神舟十五号毕竟是载人飞船任务 , 高安全性、高稳定性才是最重要的 , 使用更快的交会对接模式 , 风险也会增加 , 研究人员不会贸贸然把还没有实验过的2小时对接相关程序加载在神舟十五号飞船上 , 两者之间任务相距时间不长 , 要改动的话也是个大工程 , GNC系统需要重新进行设置 。
天舟一号与2017年验证了6.5小时对接技术后 , 也是在4年后第一次运用在神12上 , 可以说在载人航天飞船上 , 中国研究人员是非常慎重的 。

预计最快 , 2小时对接技术用在载人飞船上 , 也是神舟十六号 , 事实上 , 6.5小时已经非常快了 , 美国并没有掌握自主快速交会对接技术 , 只能等到航天员彻底适应之后采用人工控制的方式进行交会对接 , 而这一般需要48个小时 。

推荐阅读