载人航天交会对接技术

《载人航天交会对接技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高端论坛载人航天2011年第2期载人航天交会对接技术周建平摘要我国将于2011和2012年进行的神舟飞船与目标飞行器交会对接飞行试验。这是我国载人航天工程发展过程的一个重要阶段。本文概述了国外载人航天交会对接技术的发展历程和技术特点，分析了我国交会对接研发中的关键技术，以及我国实现空间交会对接面临的技术挑战和应对策略。关键词载人航天交会对接关键技术发展现状发展趋势分类号V526文献标识码A文章编号1674—5825(2011)02—0001—081引言2011～2012年，我国将发射天宫一号目标飞行器和神舟八、九、十号飞船，开展无人和载人空间

2、交会对接飞行试验，这是我国载人航天工程三步走发展战略中的一个重要阶段，这一阶段任务的顺利完成，将为我国载人航天的未来发展奠定坚实基础。空间交会对接技术的作用主要体现在三个方面。一是为长期运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务。例如，除早期试验阶段外，俄罗斯联盟号载人飞船和进步号货运飞船的全部飞行任务，以及美国航天飞机与和平号空间站及国际空间站对接的主要任务都是如此。二是为大型空间设施的建造和运行服务，如和平号空间站的6舱段构型就是由交会对接直接在轨组装完成的，而国际空间站的建造既利用了交会对接直接组装舱段，又利用了航天飞机强大的运输能力和航

3、天员的操作完成了包括桁架、太阳电池帆板和舱段的组装，而航天飞机对哈勃望远镜的维修则是由交会对接技术支撑的在轨维修服务活动的典范事例。没有交会对接技术，这些复杂空间设施的建造和可靠运行是无法实现的。三是进行空间飞行器重构以实现系统优化，例如在阿波罗登月任务中，在地球轨道和月球轨道要分别进行一次交会对接，地球轨道交会对接解决了降低火箭上升段逃逸质量与人员进入登月飞行器通道之间的矛作者简介：周建平(1957．Ol一)。男．博士．中国载人航天工程总设计师。盾，月球轨道交会对接实现了将登月飞行器与返回地球飞行器的功能区分和独立，大幅降低了对火箭运载能力

4、的需求。交会对接技术的另一个重大潜在应用领域是载人登月和深空探测任务。这些任务所需运载能力巨大，通过多次发射和交会对接技术在近地轨道完成飞行器的组装，是降低对单发运载火箭能力需求的有效途径，特别是对于诸如火星及其以远的载人任务而言，这可能是目前技术水平上可工程实现的最佳、甚至唯一途径。因此，交会对接技术是发展航天技术、增强人类探索和开发太空资源能力的一项重大关键技术。它与载人天地往返、出舱活动并称载人航天的三大基本技术。本文综述了国际交会对接技术的发展历程和技术特点，分析了我国实施空间交会对接任务需要突破的关键技术，并对我国开展交会对接飞行试

5、验面临的挑战和解决途径进行了分析。2交会对接技术的发展2．1概貌目前世界上有美国、俄罗斯、欧洲和日本研制的飞行器分别完成了与运行在地球轨道上目标飞行器的交会对接。1966年3月16日，美国双子星座8号飞船与由阿金纳火箭末级改装的对接目标实现了世界上首次交会对接，其中，最后的近距离交会对接是载人航天2011年第2期高端论坛由航天员人工控制完成的，称为人控交会对接。1967年10月，前苏联宇宙188号飞船与宇宙186号飞船实现了世界上首次无人自动交会对接。1969年7月，美国阿波罗登月舱与指令服务舱实现了首次月球轨道人控交会对接。欧洲和日本分别于

6、2008和2009年实现了自动转移飞行器A7Ⅳ(AutoHlatedTransferVehicle)和H～II转运飞行器H7rv(H一Ⅱ’I．hnsferVe—hicle)与国际空间站的交会对接。迄今为止，美国和俄罗斯共计进行了300多次交会对接飞行，美、俄的交会对接技术已经成熟并在空间站和载人登月中发挥了重要作用，两国交会对接技术也具有近距离交会段分别以人控和自控为主的鲜明特色。同时，两国都在不断提升交会对接过程中飞行器的自主能力Il叫。表1目前世界上具备交会对接能力的航天器乘员人数起飞重量(kg)上行载荷能力(kg)运载工具交会测量系统对

7、接机构控制方式地呵测控，交会雷达，星敏感器，航天飞机790r70015000航天飞机APAS一99手控COAS，rI℃S，摄像机，手持激光测距仪地面测控，Ku撼，摄像机，手持激光测联盟号飞船37200200一250联盟号火箭杆锥式自控，手控距仪进步号飞船O72002600联盟号火箭地面测控，Kur售，摄像机杆锥式自控，遥控ⅪnO205007500阿里安5火箭GPS。RGPs．Rvs。TGM杆锥式自控HTV0160006000H—IIB火箭GPS，RGPS。RVSCBM自控注：A队S一异体同构周边式对接系统(And哪IousPeripheraI

8、D0ckilIgsystem)c0As一乘员光学瞄准器(cr鲫OpticaIAli伊眦ntsig}lt)TcS一轨迹控制敏感器(Trajecto哆C鲫trDlsen