美国航天器交会对接故障
航天器自主交会对接的视觉相对导航方法
ｃ
图１ 像 平 面 坐标 系和 相 机 坐 标 系 位 置 关 系
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ ｆ ｏ ｃ ａ ｌ ｐ ｌ ａ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ ａ ｎｄ ｃ ａｍ ｅ ｒ ａ ｆ ｒ ａ ｍｅ
Hale Waihona Puke 根 据公式 （ １ ） ， 。 Ｙ 。
］ 可 以由光学相 机 的直接测 量值 “和 以及未 知参 数 ｚ － 表示 。为 了
得到参 数 ｒ，即特征 光标 在相机 坐标 系 轴上 的投影 值 Ｙ ，在 目标航 天器 上设 置 ３个 特 征光 标点
算 法 的有效 性 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ ０ ９ １ １ 。收 修 改 稿 Ｅ ｔ 期 ：２ ０ １ ３ － ０ ７ — ０ ８
３ ４
中 国 空 间 科 学 技 术
２ ０ １ ３年 １ ２月
２ 视 觉 导航 方 法
］ 一 兰 薹 ２ ３ ］ Ｌ ： ＋ 三 ］
初始 值影 响较 大 。
上述 问题 的解 决方 法是 在 目标航 天器 的特 殊位 置上安 装特 征光 标 ，其 目的是将 求解 三元二 次方
程组 变换 为求 解一 个一 元 四次方 程 。采用 四元 数描 述相对 姿态 ，通 过求解 该一 元 四次方 程能够 得 到
相对 姿态 和相 对位 置 的近似解 析 解Ｅ ６ ３ 。这种 方法 在求 解一元 四次方 程时存 在多 值问题 ，并且 该 近似 解 析 算法 是基 于 比例正 交投影 近 似假设 的 ，即航 天器 之 间的相对 距 离要远 大 于特征光 标 点相距 目标 航天 器质 心 的距 离 ，因此 ，该 方 法不适 用 于航天 器交 会 的最终 逼近 和对接 阶段 。
飞船自动对接原理
飞船自动对接原理
飞船自动对接的原理主要涉及交会和对接两个过程。
交会是指两个航天器在既定的飞行轨道上逐渐靠近的过程。
这个过程通常通过精密的轨道计算和控制来实现，确保两个航天器能够成功地在预定的时间和地点相遇。
对接则是指交会后的航天器通过专门的对接机构组合成一个整体。
对接机构通常包括机械臂、捕获装置和连接装置等，用于捕获和固定另一个航天器，然后进行后续的对接操作。
对接过程需要高精度的控制和协调，以确保两个航天器的安全和稳定。
自动对接技术通常利用传感器、控制器和执行机构等设备来实现。
传感器用于监测和测量两个航天器的相对位置、速度和姿态等信息，控制器根据这些信息计算出必要的控制指令，然后通过执行机构来执行这些指令，调整航天器的状态，实现自动对接。
自动对接技术可以大大提高航天器的交会对接效率和安全性，减少对地面控制系统的依赖，是未来航天器交会对接的重要发展方向之一。
空间交会对接技术
《空间交会对接技术》阅读答案沈羡云北京时间2011年11月3日凌晨1时36分，天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船顺利完成首次交会对接，中国载人航天首次空间交会对接取得圆满成功，开辟了载人航天的新纪元。
人们在谈起空间交会对接时总是将它们连在一起，好像是一回事，实际上它是两个过程，即是空间交会和空间对接的总称。
空间的交会对接就好像人生的恋爱和结婚一样，是有联系但性质上又不完全相同的两回事。
空间交会是指两个或两个以上的航天器，通过轨道参数的调整，在空间轨道上按预定位置和时间“相会”的过程。
通常只要交会的航天器相距在一定距离范围以内（例如300米），就算实现了交会。
对接是指它们“相会”后，通过专门的对接装置将两个航天器连接成一个整体。
交会的航天器不一定对接，但是需要对接的航天器则一定要首先实现交会，而且交会还必须达到对接所要求的精度。
回顾一下载人航天的历史，我们可以看到：无论是美国还是俄罗斯都与我国一样，经过了发射单个飞船、空间实验室、空间站三个阶段。
在这个过程中，最主要的一项技术就是交会对接技术。
可以说没有交会对接技术的发展，就没有载人航天的发展。
可以想象一下，哪个火箭有这样大的推力可以将像国际空间站这样的庞然大物发射到太空？国际空间站的建成，都是靠交会对接将一个个舱段与空间站的主构架连接在一起的；国际空间站的应用，也是通过交会对接将航天员和物质一次次地送到国际空间站，使他们发挥作用。
目前我国火箭近地轨道最大运载能力仅为9.2吨，不仅无法将体积更大、重量更重的空间实验室发射升空，也满足不了空间实验室在运行期间所需大量物资的运输要求。
根据航天器空间交会对接技术的发展过程，可将其在载人航天活动中所起的主要作用归纳为以下几个方面。
首先，它是空间站和载人飞船维持正常运行的必要条件。
航天员定期的更换、飞行所需的燃料、航天员的食物、科研生产原材料的补给和取回、仪器设备的更换与维护、在飞行轨道上为其他应用卫星提供服务等，都需通过空间交会对接以实现地面和太空航天器之间的人员和货物运送。
遥操作交会中时延影响的仿真试验研究
中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ ２ ７ 文献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ６ ７ ４ — ５ ８ ２ ５（ ２ ０ １ ３ ）０ １ — ０ ０ ０ ５ — ０ ５
１ 引 言
我国于 ２ ０ １ １ 年ｌ １ 月 ３日完成 了神 舟 ８ 号飞船
与天宫一 号 目标 飞行 器 的首次 自动交 会对接 试验 ， 后 续将 陆续 开展 我 国载人空 间站 的建造 、 运 营及功 能拓
操 作 指令 也无 法 及 时得 到执 行 。根 据 国外相 关 机构 对 遥 操作 的研 究结 果 ，站 一 船遥 操 作 交 会 对 接 的 闭 环 总 时延 为 １ ｓ ～ ２ ｓ ， 地一 船 遥 操 作交 会 对 接 闭 环 总 时
延 可达 ５ ｓ ～ ７ ｓ ［ 。
美 国曾 于上 世 纪 ８ ０年 代 在 Ｏ ＭＶ （ Ｏ ｒ ｂ ｉ ｔ ａ ｌ Ｍａ — ｎ ｅ ｕ ｖ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ） 项 目中开 展 过遥 操 作 交 会对 接 技
的交会 对 接 。手 动交会 对 接是 由航 天 员 通过 手 动交 会 对接 系统 ， 完 成交会 对 接任务 【 ４ ］ 。 手 动 方式 需要 航 天员 的参 与 ，只适 用 于载 人追
展等Ⅲ 。 在空间站的整个建造和运营中， 需要进行货运
飞船 、 实 验舱等无 人航 天器 与空 间站 的交会 对接 。 由 于无人航 天器无 法采用 手 动交会对 接方 式作 为备 份 ，
段 ；也 可 用 于空 间非合作 目标 的 交会和 对接 ，具有 广泛 的应 用前 景 。首先 简要 介 绍 了遥操 作 交会 对 接 的概 念 ，分 析 了遥操 作 交会对接 的主要 问题 。其次 ，设计 和研 制 了遥操 作 交会 对接
航天器非合作交会一体化控制仿真研究
航天器非合作交会一体化控制仿真研究作者：刘歌群顾冬晴刘晓坤来源：《科技创新与应用》2020年第32期摘 ;要：非合作交会对接对于航天器在轨服务异常重要。
文章研究了航天器姿轨一体化的6自由度交会控制仿真技术。
文章建立了航天器轨道计算、姿态计算、相对位置计算和控制律计算仿真模型，通过对典型停泊点参数跟踪控制效果的计算，验证了所设计仿真模型的正确性。
关键词：交会对接;一体化控制;仿真中图分类号：V448 ; ; ; ; ;文献标志码：A ; ; ; ; 文章编号：2095-2945（2020）32-0012-04Abstract： Non-cooperative rendezvous is very important for on orbit service of spacecrafts. The simulation technology of 6-DOF integrated rendezvous control is studied in this paper. Simulation models for spacecraft orbit calculation， attitude calculation， relative position calculation andcontrol law calculation are established. The correctness of the simulation models is verified by the calculation of tracking control on a typical mooring point.Keywords： rendezvous; integrated control; simulation1 概述空间交会对接对于航天飞行器的在轨组装、维修、维护、物资交换、补给、人员访问等高级空间操作提供了技术前提，是现代航天工业的核心技术之一。
国外货运飞船概览
国外货运飞船概览王霄;张蕊;郭筱曦【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】9页(P24-32)【作者】王霄;张蕊;郭筱曦【作者单位】北京空间科技信息研究所;北京空间科技信息研究所;北京空间科技信息研究所【正文语种】中文货运飞船是执行向地球大气层以外的宇宙空间运送货物等任务的航天器。
货运飞船拥有较大的货舱体积，可比载人飞船携带更多的货物，主要用途是向地外空间定期补给食品、燃料、仪器设备等物资，协助提升空间站轨道等。
货运飞船主要有一次性使用货运飞船和可重复使用货运飞船2种类型。
苏联/俄罗斯在“联盟”（Soyuz）载人飞船的基础上发展出了“进步”（Progress）系列货运飞船；美国的太空探索技术公司（SpaceX）和轨道-ATK公司分别研发了“龙”（Dragon）和“天鹅座”（Cygnus）货运飞船；欧洲研发了5艘“自动转移飞行器”（ATV）；日本研发了“H-2转移飞行器”（HTV）。
目前，国际上现役的货运飞船包括俄罗斯的进步 MS、日本的“H-2转移飞行器”、美国的“龙”和“天鹅座”。
截至2017年3月31日，全球共成功发射并入轨的货运航天器181个，分别为俄罗斯“进步”系列飞船、欧洲的“自动转移飞行器”、日本的“H-2转移飞行器”、美国的“龙”和“天鹅座”飞船，它们完成了对礼炮号（Salyut）空间站、和平号（Mir）空间站和“国际空间站”（lSS）的货物、人员补给以及轨道提升。
20世纪70年代，苏联和美国开始发展体积大、寿命长的空间站，起初两国都是使用人货混装的载人飞船为空间站提供少量补给。
随着苏联空间站的不断发展，苏联航天专家将“联盟”载人飞船改装，去掉了载人飞船上的座椅、环控生保系统与应急救援等与载人有关的系统，成为“进步”货运飞船。
“进步”飞船是俄罗斯不可重复使用的货运航天器。
首艘“进步”货运飞船于1978年1月20日由“联盟”火箭发射升空。
此后，礼炮号空间站的研制方实验机械制造中央设计局（现俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团）又研制并发射了进步M和进步M1等型号的“进步”系列货运飞船。
近地航天器空间交会能耗问题研究
第 ３ 期
载 人 航 天
Ｍａｎ ｎ ｅ ｄ Ｓ ｐａ ｃ ｅ ｌｉ ｆ ｇ ｈ ｔ
Ｖｏ ｌ ＿１ ９ Ｎｏ ．３
２ ０ １ ３年 ５月
３ ９
近地 航天器 空间交会 能耗 问题研究
刘世 勇 ，辛 晓 生
（ 北 京跟踪 与通 信技 术研 究所 ，北京 １ ０ ０ ０ ９ ４ ） 摘 要 针 对 交会 对接 任务 追踪航 天 器从入 轨 到 进入 第一 停 泊 点 的 交会 过 程 ，采 用 解析
÷ １ ｙ ／
… （ ３ ）
必要条 件 ２ ： 相 位差 为零 。 必要 条件 ３ ： 偏心 率矢量 差 为零 。 需 要说 明的 是 ， 对 于必 要 条件 ２ ， 由于 本 文导 引
终 点选 取 为第 一停 泊点 ，两 航 天器 不是 严格 相 位相
略去 高 阶项 ， 有
本 固化 ，因此分 析交 会 过程 的 能耗 即可 获得 不 同应 用条 件 下 ， 如不 同的入 轨 高度 、 不 同 的对 接 高 度 等 ， 交 会对 接 过程 所 需 的能耗 ，对 正 常和 应 急条 件 下 的
究［ ３ － ６ ３ 。由于偏重控 制方 法 的理论 研究 ， 且受 控 制过程 建 模 准确 度 、 力模 型 复杂 度 限制 ， 利用 这类 方 法 很难 针 对 实 际工程 问题获 得 能耗 的定 量结 果 。 以下从 两 航 天器 能量 控制 的角 度进 行分 析 。 为便 于数 学分 析 和物 理解 释 ，首 先在 二 体运 动 假 设 下进 行分 析 ， 之后 再分 析其 他 因素 ， 包 括 大气 阻 力、 地 球非 球 形 、 人 轨轨 道 面偏 差及 姿 控等 因素 的影
方 法分 析 了交会过 程 的 能耗 问题 。首 先基 于二体 运 动理 论 ，根 据 导 引终 点 的机 械 能 、相 位 和
课题研究“神舟八号”与“天宫一号”的空间交会对接
课题研究“神舟八号”与“天宫一号”的空间交会对接李维兵【摘要】以“神舟八号”与“天宫一号”空间交会对接为课程资源，引导学生开展关于对接过程中的课题研究活动．【期刊名称】《物理通报》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P49-50)【关键词】神舟八号;天宫一号;变轨;对接【作者】李维兵【作者单位】南通高等师范学校,江苏南通226100【正文语种】中文【中图分类】V5262011年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将“天宫一号”目标飞行器发射升空.11月1日，“神舟八号”又成功发射.11月3日凌晨，“神舟八号” 与“天宫一号”目标飞行器实现空间交会对接(图1)，形成组合体.成功对接标志着中国继美国、俄罗斯成为世界上第三个自主掌握并成功实施航天器空间交会对接技术的国家.由于交会对接过程中，涉及中学物理的天体运动中的变轨、追及等问题，因此教师可以很好地引导学生来开展一个与航天器交会对接的课题研究活动，一方面对中学教材的补充，使学生掌握最新科技动态；另一方面可以培养学生学习物理的兴趣和爱好.课题研究如下.图1 两航天器空间交会对接模拟图1 课题准备提前两周将课题任务布置给学生，让学生在课余时间利用广播、电视、报刊、因特网等查找关于“神舟八号”和“天宫一号”对接以及交会对接技术的相关资料，并思考如何运用中学物理中的圆周运动、万有引力定律、宇宙速度等知识来解决实际问题.2 课题探讨(1)教师通过视频展示“神舟八号”与“天宫一号”交会对接的录像并提出要探讨的问题.1)了解空间交会对接；2)“神舟八号”从发射后到对接成功，可分几个阶段；3)“神舟八号”与“天宫一号”交会对接意义.(2)学生分组按要求整理搜集到的资料1)空间的两个航天器在同一时刻以同样的速度到达同一个地点的轨道控制过程及结果称做轨道交会.在空间将两个航天器对接起来形成一个航天器称做空间对接. 2)“神舟八号”从发射后到对接成功可分两个阶段.首先是变轨阶段.“神舟八号”从地面发射升空后，在地面指令引导下，经过5次变轨控制，飞抵“天宫一号”后下方约52 km处，转入自主控制飞行状态；再经过4次自主变轨控制，抵达距“天宫一号”约5 km的对接入口点.飞船暂停“脚步”，等待地面对两航天器相对导航计算结果进行确认.其次是对接阶段.“神舟八号”船载发动机再次点火，继续飞向“天宫一号”，在相对距离400 m停泊点，驻足约3 min，以0.5 m/s的相对速度接近“天宫一号”，进入相对距离30 m停泊点，“神舟八号”以0.2 m/s的相对速度，向“天宫一号”缓缓靠拢.3)“神舟八号”与“天宫一号”交会对接的意义主要体现在四个方面.一是为我国将来运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务作准备；二是为我国将来的空间设施的建造和运行服务作准备；三是为将来进行空间飞行器重构以实现系统优化作准备；四是为我国将来载人登月和升空探测任务作准备.因此，“神舟八号”与“天宫一号”成功对接是发展航天技术、增强人类探索和开发太空资源能力的一项重大关键技术.(3)全班交流、讨论、归纳，教师适时引导、点拨.3 课题应用教师通过幻灯片和讲义展示，结合中学阶段所学的知识，举例来分析变轨和对接问题.(1)关于变轨过程中的问题讨论【例1】若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，“神舟八号”从地面发射后，在对接前，经过5次变轨控制，飞抵“天宫一号”后下方约52 km处，转入自主控制飞行状态.再经过4次自主变轨控制，抵达距“天宫一号”约5 km的对接入口点.下面说法中正确的是A.“神舟八号”的发射速度应大于第二宇宙速度B.在关闭发动机,飞船暂停“脚步”时，“神舟八号”的加速度小于“天宫一号”的加速度C.在每次变轨的瞬间,“神舟八号”发动机需点火加速D.在每次变轨的瞬间,“神舟八号”发动机需点火减速启发学生分析：由于“神舟八号”是绕地球运行的飞行器，所以发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s.选项A错误.在关闭发动机时，万有引力完全提供向心力，即此时“神舟八号”做圆周运动的轨道半径小于“天宫一号”的轨道半径，故“神舟八号”的加速度大于“天宫一号”的加速度，选项B错误.在每次变轨的时候，“神舟八号”从低轨道向高轨道接近，应该做离心运动，万有引力要小于向心力，故发动机要点火加速.选项C正确；选项D错误.所以本题答案为选项C.(2)关于对接过程中的问题讨论【例2】若对接前的某段时间内，“神舟八号”与“天宫一号”已经处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图2所示，则在“神舟八号”的发动机点火追赶“天宫一号”，两飞行器实现成功对接的过程中，下列说法正确的是A.“神八”飞船和“天宫一号”的角速度相同B.“神八”飞船比“天宫一号”的角速度大C.对接过程中，“神八”飞船应向运动的后上方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”D.对接过程中，“神八”飞船应向运动的后下方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”图2 两航天器成功对接的示意图启发学生分析：由题意可知，对接前的某段时间内，两船已经处在同一圆形轨道(图3).此时“神舟八号”的速度比“天宫一号”大.故“神舟八号”的角速度大.选项A错误，选项B正确.对接过程中实现的是同轨道加速，需要“神舟八号”的速度要比“天宫一号”大点，通过喷气加速，使得切线方向有力，即F2=F切，由于“神舟八号”速度大了，所需的向心力就比万有引力大，为了使运动轨道不变，即此时喷气使得在法线方向也有力，即F万+F1=F向.图3 航天器对接的受力分析要使“神舟八号”与“天宫一号”对接成功，发动机提供的动力应该如图3所示，喷气的方向应该是F1和F2的合力F的反方向，所以“神舟八号”应向运动的后上方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”.4 课题跟踪带着课题研究的热情和兴趣，继续关注航天事业，“神舟八号”和“天宫一号”成功对接，意义十分重大.不久将迎来“神舟九号”的对接，和“神舟十号”的载人对接.今后的载人飞船发射时间间隔将大大缩短，目标飞行器发射当天就可以发射对接飞船，将更好、更快捷地服务于太空空间站建设.同时“神八”成功对接，标志中国人转移到其他星球上居住和生活将不再是幻想，完全有能力开发出更加美好的生活空间，来解决将来中国生活空间越来越拥挤的现状.。
国外载人航天器返回着陆分析与启示
２０ｍ。 ２ １ 艘飞船溅落海域示意图，双子星” ０ｋ 图 为 １ “
２偏 离 回收 区 中心 约 ２ ５ ｋ “ 子 星 ” 返 回 副 回 ５ ０ ｍ， 双 ８
国人 的研 究显 示 ， 除卡 拉干 达地 区外 ， 霍次 克 海和 鄂 北美 大草原也 是 “ 联盟 ” 系列 飞船 的应 急着 陆场 。 苏联 绕月 工程 飞船 最佳 着 陆 区在 赤 道 附近 。为
４ ０ｍ。副 回 收 区选 择 在 冲 绳 岛 以 东 、 威 夷 群 岛 ６ｋ 夏
以西 的 北 太 平 洋 海 域 ，地 理 坐标 ：北 纬 ２ ｏ ３ 至 ７２ ３ 。 ６ ，西 经 １ ４ ２ １ ６ ３ ２０ ７ 。 ９ 至 ７ 。 ５ ，面 积 约 ５ ０ ｍ￣ ２ｋ
场均选在哈萨克斯坦卡拉干达地 区， 地理坐标 ： 北纬
机组装 、 维修 和发射地 点 ， 天飞机在此降落便 于 航 运输 、 维护和改装 ， 因此被确定为主降机场 。 航天飞 机在爱德华兹空军基地降落 ， 必须由专 门改装 的波 音一 ４ ７７飞机驮回肯尼迪航天中心 ， 需要动用大型装 备并且花费数周时间才能完成 ， 因此被确定为备降 机场 。白沙靶场配套条件较差 ， 航天飞机在此 降落 需要提前运输大型配套设备 ， 只有在其它 ２ 个机场 实在达不到降落气象要求时 ， 只能在这里降落。
３ 返 回着 陆分 析
３１ 国情决 定 回收方 式 ．
苏联 “ 东方” 号载人飞船着陆场最初也计划选择
海 上 ， 来 由于保 密 原 因 ， 为陆 上 回收 。苏联 实施 后 改 绕 月工程 时 ， 印度 洋上 设置 了紧急返 回场 区 ， 在 部署 了 ｌ 舰船 和 １ ． ０艘 ． １ ２ ５万搜 救人 员 。苏联 国土横跨
空间对接计划方案
空间对接计划方案摘要本文介绍了一个空间对接计划方案，旨在提高航天器在轨操作的效率和可靠性。
该方案包括预先规划、自主对接、非正常情况下的手动操纵、对接后的系统检测等多个环节。
并且该方案采用了先进的技术和设备，确保了其在实践中的应用和可行性。
背景空间对接是指两个或多个航天器在轨道上进行交会、相遇并连接工作，是进行宇宙探索、构建空间站等任务的关键技术。
在空间对接的过程中，不仅需要高度准确的航迹控制能力，同时需要高度精确的空间机械操作方案，以保证对接的准确性和稳定性。
而现有的空间对接方案往往存在操作复杂、效率低下等问题，需要进一步改进和完善。
方案预先规划对于空间对接任务，提前的规划是非常重要的环节。
在规划阶段，需要对对接对象的特征、动力参数、机构排布、控制算法等进行详细的确定和分析。
针对不同的对接任务需求，采用不同的对接流程，确定各个关键节点和判定条件，以便在实施阶段快速进行决策和操作。
同时，还应该充分考虑非正常情况的发生，对应制订应对措施，并进行充分沟通和协调。
自主对接在空间对接任务中，自主对接是最为普遍的模式。
自主对接可以通过会合导航、距离与速度测量、相对姿态控制等措施，实现航天器的精准相对运动。
该模式需要在预先设计好的对接轨迹下进行，航天器之间需要高度准确的通信和指令交换。
在自主对接中，操作人员主要扮演决策和监控的角色，对于目标航天器的姿态、位置等信息进行取得和解算，以及对自主对接过程中状态的判定和调整。
非正常情况下的手动操纵尽管自主对接可以实现相对运动，但是在某些情况下，需要进行手动操纵。
非正常情况下的手动操纵，一方面需要高度敏捷的反应，另一方面也需要精妙的手动操作技巧。
该模式需要操作人员在计算机系统的监控下，手动控制姿态、速度等，以达到对接的目的。
非正常情况下的手动操纵操纵过程中，操作人员需要加强与地面控制人员的沟通，不断调整操纵方式和参数，才能保证对接的成功。
对接后的系统检测对接完成后，需要进行系统检测和数据采集工作。
空间交会对接技术详解
空间交会对接技术详解空间交会与对接技术是指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。
广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域。
意义重大空间交会与对接是载人航天活动的三大基本技术之一。
所谓三大基本技术就是载人航天器的成功发射和航天员安全返回技术、空间出舱活动技术和空间交会对接技术。
只有掌握它们，人类才能自由出入太空，更有效地开发宇宙资源。
对于国家来说，还能独立、平等地参加国际合作。
在突破并掌握了载人航天的基本技术之后，宇宙飞船的主要用途就是为空间站和月球基地等接送航天员和物资。
在航天领域专家常说的一句话是：“造船为建站，建站为应用。
”至今发射的宇宙飞船大多是作为空间站的天地往返交通工具和长期停靠在空间站上的救生艇。
为了实现宇宙飞船的运输功能，就必须攻克两项关键技术，那就是宇宙飞船与空间站的空间交会技术与对接技术，主要设备是交会测量系统和对接机构。
航天器之间的空间交会对接技术很复杂。
在国外载人航天活动早期，航天器之间的空间交会对接过程中经常发生故障与事故，即使在1997年，俄罗斯的两个航天器还发生过一次重大的空间交会对接事故——“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站相撞，使“和平”号空间站上的“光谱”号舱被迫关闭，部分氧气泄漏，动力系统也受到影响。
通过多年的努力，目前美国和苏联/俄罗斯已完全掌握了在地面支持下的载人交会与对接技术。
尤其是苏联/俄罗斯在掌握了空间交会与对接技术以后，先后利用飞船的运输能力发展了几代载人空间站，在空间交会与对接等方面一直占据着技术优势。
虽然起步较晚，但欧洲、日本等国家在空间交会与对接研究方面已取得长足进步，特别是某些单项技术和设备，如地面仿真、对接敏感器等，都取得了惊人的进步。
日本曾于1998年通过两颗卫星成功进行了无人交会与对接在轨试验，2009年又用首个H2转移飞行器实现了与国际空间站的交会对接。
火箭在轨大尺寸、重负载交会对接技术研究
行时 ， 要承受在工作条件下作用在接合面上 的全部 载荷 ， 保持连接的高刚度 、 高强度和高可靠性 ， 同时 对接机构需要保证级间可靠 的电路 、气液路连接 。
综 合考 虑 到 工程 可 实 现性 ， 以将 在 轨组 装 后 火 箭 可
程。一般来讲 ， 航天器要进行空间对接 ， 必须先完成
终止“ 星座” 计划后 ，０ 年 ９ ２１ １ 月正式对外公布选定
采用小尺寸、轻负载交会对接技术可以实现小
尺寸 航天 器之 间 ， 或小尺 寸航 天器 与空 间站 对接 ， 但
的航天发射系统（Ｌ ， Ｓ Ｓ 即新型重型运载火箭 ） 方案 ，
根据火箭运载能力和发展路线 ，其载人登月可能采
用 近 地 轨 道 对 接 的模 式 。美 国还 提 出 将 在 ２２ ～ ００
１引 言
相对 于第 一轮登 月计划 ， 国外新一 轮 的登 月计划 途径更 理性 ， 目标更 明确 ， 采用 的方 案也 更加 统 筹考 虑 了未 来建 立月 球基 地 、载人登 火 星等 深空 探 测任
运载能力提出了新的要求 ，也有必要综合权衡火箭
运 载能 力 与交会 对接 次数 关 系 ，实 现资 源 的最优 利 用 。突破火 箭在 轨大 尺寸 、 负载交 会对 接 技术 ， 重 通
道的同一位置以相同的速度相会合 ，并在结构上连
接成一 个整 体 的技 术 。 包括 两部分 空 间操 作 ： 空间交 会 和空 间对接 。空 间交会 是指 目标 航天 器不 作任 何 机动 或作 少量 机动 ， 已知轨 道上 稳定地 飞 行 ， 在 而追 踪航 天器 执行一 系列 的轨 道机 动 ，与 目标航 天器 在
阶段 ， 永久性空间站建设蓬勃兴起 ， 促进了交会对接 技术向更高水平发展 。２ １ 年 ９ ２ 和 １ 月 １ ０１ 月 ９日 １
中国空间站对接原理
中国空间站对接原理中国空间站对接是指中国载人空间站与其他航天器之间的连接和交互过程。
对接是空间站维护和发展的重要环节，它需要精确的计算、精密的操作和高度的安全性。
一、对接的概述对接是指两个或多个航天器在太空中实现连接，形成一个整体，共同完成科学实验、航天任务等。
对接主要分为手动对接和自动对接两种方式。
手动对接是指飞船在靠近空间站后，由航天员通过视觉、手动控制等手段进行对接。
这需要航天员具备高超的飞行技术和丰富的航天经验。
自动对接是指飞船通过预先设计好的程序，依靠自身的导航、测距、控制等系统，在没有航天员干预的情况下完成对接。
这种方式具有高度的自动化和安全性。
二、对接的原理对接过程中主要涉及到航天器的相对位置和速度控制、导航定位、通信和数据传输等方面的技术。
1. 相对位置和速度控制对接时，航天器需要准确控制自身的位置和速度，以保持与空间站的相对位置稳定。
这涉及到航天器的推进系统、姿态控制系统等技术。
推进系统通过发动机提供推力，控制航天器的速度和方向。
姿态控制系统通过姿态调整装置，控制航天器的姿态角度，保持航天器的稳定。
2. 导航定位导航定位是对接过程中的关键技术之一。
航天器需要通过星敏感器、惯性导航系统等设备获取自身的位置和姿态信息，并与空间站的位置信息进行比对，从而确定对接方向和距离。
3. 通信和数据传输对接过程中，航天器和空间站之间需要进行实时的通信和数据传输。
这需要航天器和空间站配备相应的通信设备和数据传输系统，以确保双方的信息交流和指令传递。
三、对接的流程对接的具体流程包括准备阶段、近程交会阶段、对接阶段和分离阶段。
1. 准备阶段在对接前，空间站和航天器需要进行预先的准备工作。
这包括计算对接轨道、确定对接时间、检查航天器和空间站的状态等。
2. 近程交会阶段近程交会是指航天器和空间站在太空中靠近的过程。
航天器需要根据预先计算的轨道参数，调整自身的速度和轨道，逐渐靠近空间站。
3. 对接阶段对接阶段是指航天器和空间站实现物理连接的过程。
挑战者号航天飞机灾难案例分析_工程伦理
工程伦理课程论文挑战者号航天飞机灾难案例分析学号：姓名：专业：电子与通信工程2019年12月5日摘要：1986年1月28日NASA 航天飞机挑战者号在它发射后的第73秒解体，七名机组人员全部遇难。
该事故是由于接头中使用的O形圈密封圈故障而引起的，该密封圈不能应对发射中存在的异常寒冷条件，密封圈的故障导致SRB接头破裂，从而导致飞行器解体。
NASA的管理层事前已经知道承包商莫顿·塞奥科公司设计的固体火箭助推器存在潜在的缺陷，但未能提出改进意见。
他们也忽视了工程师对于在低温下进行发射的危险性发出的警告，并未能充分地将这些技术隐患报告给他们的上级。
这直接导致了惨剧的发生挑战者号灾难也成为此后工程伦理教育中的一个常见案例。
关键词：挑战者号；工程伦理1986年1月28日上午11时39分（格林尼治标准时间16时39分），承担着STS-51-L任务的NASA 航天飞机轨道飞行器挑战者号（OV-099）在美国佛罗里达州的上空发射。
它的第十次飞行在进行了73秒的飞行后，飞船解体，七名机组人员全部遇难，包括五名NASA 宇航员，一名有效载荷专家和一名计划在太空中向学生授课的学校老师。
该故障是由于接头中使用的O形密封圈故障而引起的，该密封圈不能应对此发射中存在的异常寒冷条件，密封件的故障导致固体火箭助推器（SRB）接头破裂，从而使固体火箭发动机内的加压燃烧气体到达外部并撞击相邻的SRB尾部接头附件和外部燃油箱。
这导致右侧SRB的后场接头的分离和外部油箱的结构故障。
空气动力进一步使飞行器破裂。
1事件过程1.1发射前挑战者号最初计划于美国东部时间1月22日下午2时43分在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射，但是，由于上一次任务STS-61-C 的延迟导致发射日推后到23日，然后是24日。
接着又因为塞内加尔达喀尔的越洋中辍降落（TAL）场地的恶劣天气，发射又推迟到了25日。
NASA决定使用达尔贝达作为TAL场地，但由于该场地的配备无法应对夜间降落，发射又不得不被改到佛罗里达时间的清晨。
新型绳系交会对接方案
文章编号:100621630(2008)022*******新型绳系交会对接方案黄奕勇,杨乐平(国防科学技术大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073) 摘 要:介绍了绳系系统的三种R 2bar 和两种V 2ba r 交会对接方案。
给出了各方案的实现过程,分析和比较了对接性能及优缺点。
研究表明绳系对接方案具灵活、控制精度高等特点,其安全性可获双重保障。
关键词:交会对接;绳系系统;V 2ba r 对接;R 2ba r 对接中图分类号:V526 文献标识码:AN e w Kind of R endezvous S chemes B a sed on Tethered S atellite SystemHU AN G Y i 2yong ,Y AN G Le 2pi ng(College of Aero space a nd Material Engineering ,NUDT ,Changsha Huna n 410073,China )Abstract :The three R 2ba r rendezv o us schemes and two V 2ba r rendezvous sc hemes based o n tethered satellite syste m were int roduced in this paper.The realizatio n processes of the 5r endezvous sc hemes were p rese nted.The a bility of rendezvous and adva ntages a nd disa dvanta ges of t he sche me s were analyze d and compare d.The study showed t hat this technology was flexible wit h high control acc uracy ,and more impor tant was t hat it would provide a doubled security.Keyw or ds:Re ndezvous ;Tethered satellite system ;R 2bar rendezv ous ;V 2ba r re ndezvous 收稿日期622;修回日期6226 作者简介黄奕勇(—),男,副教授,主要研究方向为绳系卫星控制、交会对接和飞行器设计。