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天舟二号为什么2次推迟发射?交会对接仅用8小时,是如何做到的?

天舟二号与天河核心舱成功实现自主交会对接,用时仅约8个小时,比此前神舟八号与天宫一号实验室的交会对接的时间节省了很多,相当于由普快变成了高铁,这个技术是如何做到的呢?

天舟二号与天河核心舱如何快速精准对接?

天舟货运飞船之所以能实现短时间高效率地交会对接,就是因为它具备全自主快速交会对接能力,全自主就是交会对接过程中地面工作人员不需要干预两个飞行器,只是实时监测各种遥测数据,整个交会对接过程全部交由天舟货运飞船自主完成。

在茫茫太空中两个航天器能实现快速顺畅精准地交会对接,离不开完备的导航指引系统。总结大概使用了三套系统。

1、当目标体进入50公里范围内时(即天舟看天河或天河看天舟),天舟货运飞船主要依靠北斗导航来控制;

2、当目标体距离缩短到30-10公里时,就会通过舱体上端的激光雷达来探测目标体的位置、相对距离、飞行器的姿态和俯仰角度等,从而保证对接的精度。

3、当目标体进入到30米交会对接范围内时就会使用视觉导航敏感器,通过摄像的光学原理进行距离和姿态的测定,从而保证两个航天器慢慢靠近直至完成捕获、缓冲、拉近、锁紧等最好几个关键步骤。

而此前的神舟八号与天宫一号的交会对接,从起飞开始地面工作人员就要全程参与,通过地面的测控系统来进行测轨和变轨并向航天器发出各种指令,到最终交会对接完成大概要用2-3天的时间。

并且在航天器在对接之前,航天器要先把自己的轨道、姿态等数据传到地面进行计算,然后再由地面将计算好的数据传到航天器上,航天器再根据地面的指令完成相关动作,这种“半自动交会对接”必然会占用大量的时间。

参数出现异常,天舟二号连续2次推迟发射

天舟二号货运飞船是我国空间站关键技术验证及建造阶段的首飞货运飞船,关系着空间站“天地运输走廊”能否顺利搭建和后续载人航天计划能否顺利实施,因此飞船的成功发射意义重大。然而天舟二号的发射却经历了惊心动魄的两次推迟发射。

5月16日,天舟二号货运飞船已转运至海南文昌航天发射场发射区,原定于5月19日晚上21时40分发射。但是在当日19时许(距离火箭点火发射不到3小时),发射指控大厅中的数据信息显示“一个压力值参数异常”。

经过一个差不多一个小时的摸排,工作人员并没有找到参数异常的真正元凶,而此时距离发射不足两小时,型号领导一致决定推迟此次发射任务。

尽管第一次发射任务因故被推迟发射,但工作人员在当天夜里仍然继续投入到异常参数的排故中,终于在5月20日找到了引起参数异常的原因,这是因为发射塔的喷淋系统出现故障引起的。

然而在发射塔的喷淋系统故障被稳妥处理之后,本该迎来5月21日凌晨的发射窗口,但是当负8小时推进剂补加之后,再次出现了异常情况,发射任务不得不再度推迟。

而经过历时9天的磨砺,北京时间2021年4月29日20时55分,天舟二号终于在海南文昌航天发射场由长征七号遥三运载火箭搭载升空,并于5月30日凌晨5时01分与今年4月29日发射升空的“天和号”核心舱成功实现自主交会对接。

天舟二号及组合体近期有哪些科学任务?

天舟二号是我国继天舟一号之后的第二艘货运飞船,它采用两舱构型,由货物舱和推进舱组合而成,具备全方位自主交会对接能力,亦可多次完成推进剂在轨补加任务。

从飞船的整备参数和载荷等情况来看,天舟二号货运飞船总长为10.6米,最大直径达3.35米,最大起飞重量为13.5吨,物资上行能力达6.9吨,载货比0.51,在轨寿命不小于1年,供电能力不小于2.7千瓦。

天舟二号飞船与天和核心舱完成交会对接后,随即转入组合体飞行阶段,相关的控制权也由核心舱来完成,包括组合体轨道姿态的控制、能源的调配等。

此次的天舟二号飞船是天河核心舱在轨道上迎来的第一位来自祖国的“客人”,而天舟二号也不含糊,足足带上去了6.9吨的“礼物”,包括空间站和航天员所需的各种物资以及要为天河核心舱加注的2吨重的推进剂,另外还有一个象征着越来越牛的“中国牛”饰品。

据了解,此次天舟二号与天河核心舱交会对接组成的组合体,近期将开展推进剂的后项对接口的补加,并择机对组合体的轨道进行调整,以最佳的状态迎接今年6月将发射的神舟十二号载人飞船的来访。

另外根据中国载人航天工程副总设计师杨利伟介绍,神舟十二号载人飞船将在酒泉卫星发射中心发射,3名航天员将在轨驻留3个月,并开展设备更换、舱外维修维护、科学应用载荷等一系列操作,目前载人飞船已安全运抵酒泉卫星发射中心,航天员各项训练工作也已经进行到了强化冲刺阶段。

总结

半个世纪以来,我国实现了从发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”到开展深空探索,我国的航天发展虽比美国等国家要晚,但如今已成为世界上第二大航天国,航天发射任务逐年增加,而一次次勇攀航天高峰的背后,离不开国家的日益强盛和一代代航天人科学严谨的心态和辛勤的付出。

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