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无需地面控制干预 全自主规划最优轨迹 天舟天宫舞出"太空芭蕾"

时间:2017-04-21来源:解放日报 中国社保网编辑:网站管理员

在第一次交会对接后,天舟一号将与天宫二号上演一场高难度的“太空芭蕾”。

绕飞是一种高难度的太空工作,需要飞行器进行多次变轨和姿态机动来完成。绕飞主要应用于空间站多个舱段组装、或是载人飞船(货运飞船)已经在某个对接口,需要腾空对接口时,绕飞技术需要确保航天器能从多个方向与空间站对接,是交会对接技术的进一步发展,是空间站建造和运营的关键技术之一。

神舟十号载人飞船曾在地面人员支持下首次验证“绕飞”技术,此次绕飞过程中的制导、调姿及进入5000米保持点均由船上软件自主规划完成,即当绕飞指令发出,飞船上制导导航与控制系统的计算机便开始自主规划绕飞轨迹,自主进行变轨控制,自动进行姿态机动,不需要地面人员干预。

绕飞最大的风险就是碰撞,要求两者的轨迹和姿态必须精准受控。“全自主”还需要规划出最优的绕飞轨迹,“自主”完成在特定位置的变轨控制,在预定的时间点到达预定的位置,以消耗尽量少的燃料。

任务1 在轨推进剂补加

“太空加油”分29步 整个过程持续数日

天舟一号与天宫二号交会对接后,将实施推进剂在轨补加,分为29个步骤,整个过程要持续几天。

在轨补加采用无增压气体损耗的气体回用法。不仅要加注燃料,还需要加注供燃料燃烧的氧化剂。

当天舟与天宫对接完成后,分别装在两个对接框上的2组“液路浮动断接器”将完成通道对接,形成管路循环系统。此后,天舟一号上装载的燃料、氧化剂等液体物资,就可以通过管路输送到天宫二号上。

接到系统指令后,安装在天宫二号上的“补加驱动器”将控制液体管路阀门的开关,同时调节流量、流速,确保两个航天器之间的推进剂补加安全进行。

第一步,天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶,使天宫二号的燃料储箱的压力低于天舟一号。

第二步,推进剂在压力差的作用下,自动从天舟一号贮箱流入天宫二号贮箱,当两侧压力一致时,加注工作完成。

第三步,进行管路吹除,确保天舟一号和天宫二号分离时,残留在管路中的推进剂不会在空间扩散,污染对接器件和航天器。

目前,实现在轨加注应用的只有俄罗斯。 (本报特派记者 刘锟)

任务2 飞船控制组合体试验

在此次任务中,天舟一号将接过组合体飞行的“控制权”,带着天宫二号一起飞。这将试验在主飞行器短时出现问题的情况下,另一航天器如何发挥作用,进行“抢救”

任务3 全自主绕飞

天宫二号转体180度,天舟一号从天宫二号下方绕飞,同时转体180度,加速赶到天宫二号前方,最终从“前”向与天宫二号进行一次交会对接

任务4 快速交会对接

快速对接时间短到 只需一趟京沪高铁

第三次交会对接中将尝试“快速交会对接”。从发射到具备交会对接条件的时间短,从以天计缩短到了仅仅几个小时。此前从发射到交会对接,飞船需绕地球30多圈,而采用快速交会对接后仅需几圈。就相当于你坐一趟从上海到北京高铁的时间。

快速交会对接的意义首先在于,可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,减少航天员不必要的体力与精力付出,使载人太空飞行变得更加舒适、惬意。其次可保障科研用品,特别是生物制剂等无法经历长期运输的货品尽快送达空间站,这对某些试验可能是至关重要,甚至是决定性的。此外,如果空间站等航天器突遇紧急情况,快速交会对接可以快速地对故障实施抢修与紧急救援等工作。

此次任务中,在飞船入轨后,所有的测定轨、制导律计算、控制实施策略等均由飞船自主计算,无需地面干预。本文地址:http://www.spicezee.com/redian/148865.html
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