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天宫二号能与国际空间站对接吗?有什么技术难点?

2022-07-20 00:38:41 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:140

神舟十一号与天宫二号交会对接技术难吗

  难,非常的难!交会对接技术是一项有高度风险的技术,在人类航天史上,此类事故多有发生。即便是已经掌握成熟空间对接技术的美国和俄罗斯,失败仍然无法避免。1971年肩负登月任务的阿波罗14号就曾发生过对接事故;1997年俄罗斯进步M号飞船,在对接试验中重伤和平号空间站;2005年美国一艘飞船更是在对接过程中直接撞上了卫星;就在2010年,俄罗斯飞船在与国际空间站对接过程中,还曾发生事故。中国空间对接技术还处于起步阶段,风险就更是需要严加防控了。
  接下来,才是“约会”最关键的步骤——交会对接阶段。

  什么是交会对接?就是指太空中两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。
  这个技术有多难?想象一下,在几百公里外的茫茫外天空,有两个小小的航天器,通过地面遥控把它们连成一体,无异于几百公里外的“穿针引线”。这个技术号http://www.rixia.cc称载人航天三大基本技术之一,是国际公认的技术难题,目前只有三个国家掌握完整的交会对接技术——美国、俄罗斯,还有就是中国。我们已经在太空里玩了七次“穿针引线”,全都成功了。这次又玩出新高度——天宫二号与神舟十一号交会对接的轨道比以前高了50公里,与未来我国空间站运行的轨道高度基本相同。
  交会对接实际上分为交会和对接两个过程。从技术上来说,交会对接难度比神七时候的航天员出舱难度大。打个比喻,有点像在太空穿针。在每小时约2.8万公里的速度下,如果控制不准,就可能发生航天器相撞事故。下面我们以神八和天宫一号的对接过程来揭秘自动交会对接的过程。

2016年发射的“天宫二号”有哪些亮点?

作为中国第一个空间实验室,天宫一号目标飞行器已经于2011年在酒泉卫星发射中心发射升空。天宫一号任务的成功意味着我国载人航天战略进入了新的阶段。随着神舟八号和九号陆续对接成功,我国已经掌握了“空间自动交会对接”技术,这是建造更多规模空间站的基础。

2014年9月,与北京举行的第27届太空探索者协会年会上,杨利伟透露,天宫二号预计在2016年升空。天宫二号与2011年发射的天宫一号在外观上基本相同,大小也一致——天宫一号长度10.4米,最大直径为3.35米,质量为8.5吨。

天宫二号的发射也会使用长二F型运载火箭。根据中国航天科技集团的消息,长二F型运载火箭已经开始总装,之后进入火箭测试阶段,最终将于明年择机发射天宫二号目标飞行器。

天宫二号的几大亮点

天宫二号任务虽然是天宫一号的延续,但仍然有许多亮点。

首先天宫二号继承了一号目标飞行器的基本框架,说明我国已经掌握了长期在轨自动运行、短期有人照料的空间飞行器.

其次,天宫二号任务中将对接神舟11号和“天舟一号”货运飞船,这是二号目标飞行器的最大亮点。因为“天舟一号”是我国自主研发的第一种货www.rixia.cc运飞船,是我国第一次实现货运飞船与目标飞行器的对接。日夏养花网

第三,为了满足任务要求,天宫二号在一号的基础上进行了改装。比如我国将在二号目标飞行器上展开再生生命保障技术实验,对航天员长期在轨停留的一些基本问题进行验证,为后续实现航天员长期居住空间站打下基日夏养花网础。

除了载人飞船和货运飞船分批对接外,天宫二号在轨停留期间还将开始一系列的科研活动,比如携带了高灵敏度伽玛射线探测器,这是国际伽玛暴偏振探测项目的一部分,旨在对宇宙中黑洞等天体进行研究。

对接我国第一款货运飞船

从我国载人航天战略规划上可以看出,天宫二号的任务仍然处于建造空间站的前期开创阶段。通过天宫一号任务,我国掌握了复杂的对接技术,分别进行了自动和手动对接,对接技术的成熟使得我国航天员可以通过载人飞船进入目标飞行器。

但是维持一座轨道空间站除了要有成熟的载人飞船与对接技术外,还要有货运飞船的协助。本次天宫二号的任务就是要把货运飞船纳入空间站运营体系中,通过自动系统对天宫二号进行推进剂补给。

俄罗斯除了联盟系列载人飞船外,在其基础上也开发了进步系列货运飞船,美国在航天飞机退役后也开发了龙式货运飞船和天鹅座飞船,为国际空间站提供货物补给。

在去年的珠海航展上“天舟一号”的缩比模型已经进行了亮相。从外型上看与天宫一号较为相象,但功能上却有很大不同。

“天舟一号”由货物舱和推进舱构成,这是其最主要的两大部分,发射质量为13吨左右,上行货物运输重量大于6.5吨,下行运力为6吨左右,届时将有CZ-7运载火箭执行发射任务。

之所以有下行货物的需求,是因为空间站长期运营过程中会产生垃圾,这些废弃物需要飞船携带返回,最终在大气层中销毁。

“天舟一号”在研制过程中也以俄罗斯的进步系列货运飞船和欧洲的自动货运飞船为目标,吸取了它们研制过程中的问题,为天舟一号的高标准打下基础。

为空间站建设打基础

有了载人飞船和货运飞船这两大天地往返工具后,空间站的建设就要进入快车道。

在我国载人航天工程空间站建设规划中,2020年将建成一座质量超过90吨的轨道建筑,最多可对接一艘货运飞船和两艘载人飞船,设计寿命达到10年以上。

到目前为止,只有俄罗斯和美国在拥有轨道空间站,俄罗斯和平号已经2001年坠入大气层,是人类第一个长期居住的轨道建筑,属于第三代空间站。

如今在轨运营的只有国际空间站,由美、俄、欧洲、日本、加拿大以及巴西航天机构率先发起,目前已经有16个国家和地区加入了这个计划。

图5.航展上展出的我国空间站模型,采用类似和平号空间站的架构,与国际空间站的桁架结构由较大的区别

一旦我国的空间站顺利建成,将成为地球轨道上运营的第二座长期有人照料的空间站,可开展各种空间科研活动。

在天宫二号任务之后,我国预计在2018年前后发射试验核心舱,这是空间站建造中的关键结构,负责连接各个舱室,在这之后才能开始在轨道上组装空间站。

同时,我国目前正在研发用于发射空间站核心舱和实验舱的运载火箭,即CZ-5系列,近地轨道运载能力为20吨以上,起飞质量800多吨。该火箭将在未来空间站运营以及近地轨道任务中扮演重要作用。

同时,用于“天舟一号”货运飞船的CZ-7运载火箭也将于2016年实现首飞,未来将逐步取代现役的CZ-2、CZ-3和CZ-4运载火箭,成为我国主力运载火箭之一。

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神经互联交换计术,欧美比咱差的太远了!
   由明东教授带领的天津大学神经工程团队负责设计研发的世界首套在轨脑-机交互及脑力负荷、视功能等神经工效测试系统也随“天宫二号”一同飞天,等待“神舟十一号”和航天员到来后,将开启人类历史上首次太空脑-机交互实验。

该系统拥有64项授权国家发明专利,1项软件著作权,为天大“智”造的自主知识产权技术集群。“神工”系列人工神经康复机器人曾使数以千计的中风瘫痪人士燃起重新独立生活的希望。此次在执行载人航天空间实验室任务中,“神工”技术将为“天宫二号”空间实验室的航天员太空停留等做出贡献,是“天宫二号”航天人因工程重点项目。(所谓“人因工程”即人与环境、设备、机器等之间的交互作用。)

这将是一次中国人领先欧美开启的人类历史上首次太空脑-机交互实验征程,将为我国载人航天工程的新一代医学与人因保障系统提供关键技术支撑。

天舟一号与天宫二号对接成功了吗?

今天(4月22日)中午12时16分,货运飞船天舟一号和天宫二号完成第一次交会对接,随后将进行推进剂在轨补加,为天宫二号“加油”!

据了解,此次飞行任务,货运飞船与天宫二号还将实施两次交会对接,这在我国载人航天历史上还是第一!!真是太激动人心啦,喜大普奔!为什么这次交回对接这么值得庆祝呢?


由于8吨级航天器的交会对接,已经是高难度动作了,但与空间站建设中所要涉及的交会对接相比,仍然是“轻量级”的。这就要求对接机构不断升级。新的对接机构,必须保证未来空间站建造阶段8吨~180吨航天器实现各种方式的对接。


更大型航天器的交会对接将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出了很高的要求。这也是空间站建设必须突破的一项技术。

为此,航天科技集团八院的设计师们通过大量的技术攻关和方案论证,破解了这一难题,成功推出了二代对接机构。因此,二代对接机构既不影响原捕获性能,又实现了对接机构捕获后的大吨位耗能需求,可以很好满足本次及后续任务的需求。

未来,天舟一号完成与天宫二号交会对接、进入组合体飞行模式后,安装在天宫二号上的“补加驱动器”,还将在六个月的空间实验室任务中,开展补加功能的试验验证工作。这将是我国第一次在轨验证和实施空间飞行器的燃料加注和回收技术。

据了解,此前我国首日夏养花网艘货运飞船天舟一号20日在文昌航天发射场发射成功,这是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步收官之作,标志着我国即将开启空间站时代。美国、俄罗斯、德国和日本等多国主流媒体纷纷发声,积极评价中国在航天领域取得的新进展。

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