空間對接技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

1、轉(zhuǎn)播到騰訊微博國際空間站與哥倫布號(hào)實(shí)驗(yàn)艙對接來源：?國際太空?雜志空間交會(huì)對接技術(shù)是指兩個(gè)航天器在空間軌道上會(huì)合并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè) 整體的技術(shù)?？臻g交會(huì)對接技術(shù)包括空間交會(huì)對接軌道設(shè)計(jì)技術(shù)、軌道交會(huì)控制技術(shù)、對接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、空間交會(huì)對接測控技術(shù)等。廣泛用于空間站、空間實(shí) 驗(yàn)室、空間通信和遙感平臺(tái)等大型空間設(shè)施在軌裝配、回收、補(bǔ)給、維修以及空 間救援等領(lǐng)域。目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的交會(huì)對接技術(shù)，歐洲的ATV和日本的HTV在交會(huì)對接技術(shù)方面分別得到了美國或俄羅斯的技術(shù)支持。什么是空間交會(huì)對接空間的兩個(gè)航天器在同一時(shí)刻以同樣的速度到達(dá)同一個(gè)地點(diǎn)的軌道控制過 程及結(jié)果稱做軌道交會(huì)。在空間

2、將兩個(gè)航天器對接起來形成一個(gè)航天器的事件稱 做空間對接。所謂空間交會(huì)對接是軌道交會(huì)和空間對接的總稱。空間交會(huì)對接技術(shù)包括空間交會(huì)對接軌道設(shè)計(jì)技術(shù)、軌道交會(huì)控制技術(shù)、對 接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、空間交會(huì)對接測控技術(shù)等。對接過程通常分為4個(gè)階段。兩個(gè)航天器在完成交會(huì)后保持一定的距離，進(jìn) 入共面的相對飛行階段。在進(jìn)行下一個(gè)步驟之前，兩個(gè)航天器都要確定對接姿態(tài)。 當(dāng)兩個(gè)航天器完成了最后的對接準(zhǔn)備以后，目標(biāo)航天器被動(dòng)方保持原狀態(tài)， 對接航天器主動(dòng)方那么進(jìn)行主動(dòng)靠近。為了保證對接的準(zhǔn)確性，航天員或自 動(dòng)對接系統(tǒng)必須在確保兩個(gè)航天器的對接設(shè)備處于同一直線上之后，再小心翼翼地進(jìn)行對接。最初的接觸會(huì)觸發(fā)一些小型撞鎖來連

3、接兩個(gè)航天器軟對接， 它們能夠起到對接過程中的緩沖作用。 在對接完成后，對接設(shè)備將兩個(gè)航天器拉 近緊貼在一起，一些能夠進(jìn)行密封連接的對接系統(tǒng)的對接口進(jìn)行密封硬對接?？臻g交會(huì)對接技術(shù)的作用空間交會(huì)對接技術(shù)的作用主要表達(dá)在三個(gè)方面。 一是為長期運(yùn)行的空間設(shè)施 提供物資補(bǔ)給和人員運(yùn)輸效勞。例如，除早期試驗(yàn)階段外，俄羅斯聯(lián)盟號(hào)載人飛 船和進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船的全部飛行任務(wù)，以及美國航天飛機(jī)與和平號(hào)空間站及國際 空間站對接的主要任務(wù)都是如此。 二是為大型空間設(shè)施的建造和運(yùn)行效勞。 和平號(hào)空間站的6艙段構(gòu)型是通過交會(huì)對接直接在軌組裝完成的，國際空間站的建造 既利用了交會(huì)對接直接組裝艙段，又利用了航天飛機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)

4、輸能力和航天員的 操作完成了包括桁架、帆板和艙段的組裝；航天飛機(jī)對哈勃望遠(yuǎn)鏡的維修那么是由 交會(huì)對接技術(shù)支撐的在軌維修效勞活動(dòng)的典范事例。沒有交會(huì)對接技術(shù)，這些復(fù)雜的空間設(shè)施的建造和可靠運(yùn)行是無法實(shí)現(xiàn)的。三是進(jìn)行空間飛行器重構(gòu)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。例如在阿波羅登月任務(wù)中，在地球軌道和月球軌道要分別進(jìn)行一次交 會(huì)對接，地球軌道交會(huì)對接解決了降低火箭上升段逃逸質(zhì)量與人員進(jìn)入登月飛行 器通道之間的矛盾，月球軌道交會(huì)對接實(shí)現(xiàn)了將登月飛行器與返回地球飛行器的 功能區(qū)分和獨(dú)立，大幅降低了對火箭運(yùn)載能力的需求。交會(huì)對接技術(shù)的另一個(gè)重大潛在應(yīng)用領(lǐng)域是載人登月和深空探測任務(wù)。這些任務(wù)所需運(yùn)載能力巨大，通過屢次發(fā)射和交

5、會(huì)對接技術(shù)在近地軌道完成軌道轉(zhuǎn)移 飛行器的組裝，是降低對單發(fā)運(yùn)載火箭能力需求的有效途徑，特別是對于諸如火星及其以遠(yuǎn)的載人任務(wù)而言，這可能是目前技術(shù)水平上可工程實(shí)現(xiàn)的最正確、甚至唯一途徑。因此，交會(huì)對接技術(shù)是開展航天技術(shù)、增強(qiáng)人類探索和開發(fā)太空資源能力的 一項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)。它與載人天地往返、出艙活動(dòng)并稱載人航天的三大根本技術(shù)。交會(huì)對接技術(shù)的開展目前世界上有美國、俄羅斯、歐洲和日本研制的飛行器分別完成了與運(yùn)行在 地球軌道上目標(biāo)飛行器的交會(huì)對接。1966年3月16日，美國雙子星座8號(hào)飛 船與由阿金納火箭末級改裝的對接目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了世界上首次交會(huì)對接，其中，最后的近距離交會(huì)對接是由航天員人工控制完成的，稱

6、為人控交會(huì)對接。1967年10月，蘇聯(lián)宇宙188號(hào)飛船與宇宙186號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)了世界上首次無人自動(dòng)交會(huì)對 接。1969年7月，美國阿波羅登月艙與指令效勞艙實(shí)現(xiàn)了首次月球軌道人控交 會(huì)對接。歐洲和日本分別于2022和2022年實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器 ATVAutomated Transfer Vehicle和 H-ll 轉(zhuǎn)運(yùn)飛行器 HTVH-ll Transfer Vehicle 與國際空間站的交會(huì)對接。迄今為止，美國和俄羅斯共計(jì)進(jìn)行了300屢次交會(huì)對接飛行，美、俄的交會(huì)對接技術(shù)已經(jīng)成熟并在空間站和載人登月中發(fā)揮了重要 作用，兩國交會(huì)對接技術(shù)也具有近距離交會(huì)段分別以人控和自控為主的各自鮮明 特色。同

7、時(shí)，兩國都在不斷提升交會(huì)對接過程中飛行器的自主能力。目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的交會(huì)對接技術(shù)。歐洲和日本的ATV和HTV在交會(huì)對接技術(shù)方面分別得到了美國或俄羅斯的技術(shù)支持。ATV的對接機(jī)構(gòu)由俄羅斯提供，HTV的對接機(jī)構(gòu)由美國提供，其最后的對接過程是由空間 站機(jī)械臂控制完成的。二者在飛行任務(wù)中均需要美國和俄羅斯的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)Tracking and Data Relay Satellite , TDRS 丨支持。局部引自周建平：載人航天交會(huì)對接技術(shù)，載?載人航天?，2022年2月過去發(fā)生過的屢次交會(huì)對接故障，給我們留下了深刻的反思和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，如 何保障交會(huì)對接的成功實(shí)施，需注意以下幾

8、方面：進(jìn)行充分的地面試驗(yàn)是交會(huì)對接成功的關(guān)鍵在已發(fā)生過的交會(huì)對接故障與事故中，相當(dāng)局部是交會(huì)對接系統(tǒng)故障造成 的，例如自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)失靈、對接機(jī)構(gòu)故障等。特別是在早期的飛行中，故 障率非常高，例如聯(lián)盟-3、8、10飛船等都出現(xiàn)過對接故障。從19601990年 蘇聯(lián)載人航天飛行中，共發(fā)生影響飛行任務(wù)的重大故障33次，其中空間交會(huì)對接故障8次，占總數(shù)的24.2 %。空間交會(huì)對接發(fā)生故障與事故的原因除了對空 間環(huán)境認(rèn)識(shí)缺乏和交會(huì)對接技術(shù)不成熟之外，就是空間交會(huì)對接系統(tǒng)缺乏有效的 地面試驗(yàn)，不能對系統(tǒng)進(jìn)行充分的考核。為了吸取失敗的教訓(xùn)，蘇聯(lián)在改進(jìn)交會(huì) 對接系統(tǒng)的同時(shí)，也在不斷地建立與完善地面試驗(yàn)手段

9、。例如，為了準(zhǔn)備1975年聯(lián)盟-19飛船與阿波羅-18飛船的交會(huì)對接，蘇聯(lián)研制了大型懸掛式對接機(jī)構(gòu) 試驗(yàn)設(shè)備；在參觀了美國的對接機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室后，又于1989年建成了對接機(jī)構(gòu)的六自由度綜合試驗(yàn)臺(tái)，從而擁有了先進(jìn)的地面試驗(yàn)手段。系統(tǒng)具有一定的處理故障冗余能力是提高交會(huì)對接可靠性的根底航天器的空間交會(huì)對接過程涉及載人航天的各大系統(tǒng)，特別是飛船。蘇聯(lián)為 增加有效載荷的重量，自聯(lián)盟-12飛船開始，取消了其上裝有的太陽能電池陣。 雖然依靠蓄電池可以提供飛船上升和返回必需的電能，但是，此時(shí)飛船僅可獨(dú)立飛行2.5天。一旦發(fā)生意外，就無法挽救。而且，聯(lián)盟號(hào)飛船的姿控發(fā)動(dòng)機(jī)和主 發(fā)動(dòng)機(jī)使用不同的推進(jìn)劑，當(dāng)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)

10、推進(jìn)劑缺乏時(shí)，無法利用主發(fā)動(dòng)機(jī)的剩 余推進(jìn)劑。例如，聯(lián)盟-15、23和25飛船，在交會(huì)對接系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，由于 自身的電力和姿控發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的限制，地面控制中心沒有時(shí)間研究故障排除的 措施，航天員也無法手動(dòng)控制交會(huì)對接，飛船只能返回。而且聯(lián)盟-23飛船還因電力即將耗盡，在明知著陸場有暴風(fēng)雪的情況下，別無選擇地降落在田吉斯湖里。蘇聯(lián)為后來的 聯(lián)盟T型飛船恢復(fù)了安裝太陽能電池陣，以增加飛船自主運(yùn) 行的時(shí)間以應(yīng)付各種意外的發(fā)生，同時(shí)飛船與空間站對接后，飛船的太陽能電池陣還可以向空間站供電。而且，聯(lián)盟T型飛船的主發(fā)動(dòng)機(jī)和姿控發(fā)動(dòng)機(jī)使用了相同的推進(jìn)劑，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。對航天員進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練是保證

11、交會(huì)對接成功的有效措施航天員的素質(zhì)、技能和經(jīng)驗(yàn)是非常重要的，要提高其素質(zhì)和技術(shù)必須進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練。航天員缺乏訓(xùn)練，就不能應(yīng)付交會(huì)對接出現(xiàn)的突發(fā)事件。以前航天員沒有進(jìn)行過空間交會(huì)對接的訓(xùn)練，致使交會(huì)對接失敗。例如，聯(lián)盟-23飛船的航天員沒有經(jīng)過手動(dòng)控制交會(huì)對接的訓(xùn)練，造成在空間交會(huì)對接過程中出現(xiàn)的故障 無法排除。而航天員經(jīng)過專門的交會(huì)對接訓(xùn)練后， 其狀況就大有改觀。為了與發(fā) 生嚴(yán)重故障幾乎被放棄的禮炮-7空間站對接，蘇聯(lián)對聯(lián)盟T-13飛船的航天員進(jìn) 行了專門訓(xùn)練，在空間站失控并低速滾動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)了飛船與空間站的對接， 并挽救了空間站。1989年，為了排除和平號(hào)空間站核心艙和晶體號(hào)艙對接故障，

12、 在天-地大系統(tǒng)的密切配合下，也是經(jīng)航天員積極工作才排除異物的。所以，針 對空間交會(huì)對接中可能出現(xiàn)的各種故障與事故，對航天員進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練，提高其心理素質(zhì)和技術(shù)技能是非常重要的。航天器交會(huì)對接是指兩個(gè)航天器宇宙飛船、航天飛機(jī)等在太空軌道上交會(huì) 對接，合并成在結(jié)構(gòu)上連成一體的航天器的過程。1966年3月16日，美國航天員乘坐"雙子星座8號(hào)"飛船，手動(dòng)操作交會(huì)過程，與無人"阿金納"目標(biāo)飛行器 對接，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)航天器之間的首次交會(huì)對接。1967年10月30日，蘇聯(lián)飛船"宇宙186"與"宇宙188"完成了首次自動(dòng)交會(huì)對接。

13、空間交會(huì)對接是載人航天三 大根本技術(shù)之一，在很多空間活動(dòng)中都會(huì)用到這項(xiàng)技術(shù)。例如，可以在近地軌道組裝大型空間站，組裝飛往月球、火星等外天體的飛行器，可以為空間站運(yùn)送航 天員和物資，可以實(shí)現(xiàn)航天器在軌效勞、應(yīng)急救援等。D轉(zhuǎn)播到騰訊微博和平空間站上的對接口轉(zhuǎn)播到騰訊微博美國雙子星座'飛船與 阿金納火箭交會(huì)美國航天飛機(jī)與俄羅斯和平號(hào)空間站對接4空間交會(huì)與對接技術(shù)概述上空間交會(huì)與對接技術(shù)是指兩個(gè)航天器在空間軌道上會(huì)合并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體的技術(shù)。廣泛用于空間站、空間實(shí)驗(yàn)室、空間通信和遙感平臺(tái)等大型空間設(shè)施在軌裝配、回收、補(bǔ)給、維修以及空間救援等領(lǐng)域。意義重大空間交會(huì)與對接是載人航天活動(dòng)的三大根

14、本技術(shù)之一。所謂三大根本技術(shù)就是載人航天器的成功發(fā)射和航天員平安返回技術(shù)、空間出艙活動(dòng)技術(shù)和空間交會(huì)對接技術(shù)。只有掌握它們，人類才能自由出入太空，更有效地開發(fā)宇宙資源。對 于國家來說，還能獨(dú)立、平等地參加國際合作。在突破并掌握了載人航天的根本技術(shù)之后，宇宙飛船的主要用途就是為空間 站和月球基地等接送航天員和物資。在航天領(lǐng)域?qū)＜页Ｕf的一句話是：造船為建站，建站為應(yīng)用。至今發(fā)射的宇宙飛船大多是作為空間站的天地往返交通工 具和長期?？吭诳臻g站上的救生艇。為了實(shí)現(xiàn)宇宙飛船的運(yùn)輸功能，就必須攻克 兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，那就是宇宙飛船與空間站的空間交會(huì)技術(shù)與對接技術(shù)， 主要設(shè)備 是交會(huì)測量系統(tǒng)和對接機(jī)構(gòu)。航天器之

15、間的空間交會(huì)對接技術(shù)很復(fù)雜。在國外載人航天活動(dòng)早期，航天器之間的空間交會(huì)對接過程中經(jīng)常發(fā)生故障與事故，即使在1997年，俄羅斯的兩個(gè)航天器還發(fā)生過一次重大的空間交會(huì)對接事故一一進(jìn)步M3-4飛船與和平 號(hào)空間站相撞，使 和平號(hào)空間站上的 光譜號(hào)艙被迫關(guān)閉，局部氧氣泄漏，動(dòng) 力系統(tǒng)也受到影響。通過多年的努力，目前美國和蘇聯(lián)/俄羅斯已完全掌握了在地面支持下的載人 交會(huì)與對接技術(shù)。尤其是蘇聯(lián)/俄羅斯在掌握了空間交會(huì)與對接技術(shù)以后，先后_ 利用飛船的運(yùn)輸能力開展了幾代載人空間站，在空間交會(huì)與對接等方面一直占據(jù) 著技術(shù)優(yōu)勢。雖然起步較晚，但歐洲、日本等國家在空間交會(huì)與對接研究方面已取得長足 進(jìn)步，特別是某

16、些單項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備，如地面仿真、對接敏感器等，都取得了驚人 的進(jìn)步。日本曾于1998年通過兩顆衛(wèi)星成功進(jìn)行了無人交會(huì)與對接在軌試驗(yàn)， 2022年又用首個(gè)H2轉(zhuǎn)移飛行器實(shí)現(xiàn)了與國際空間站的交會(huì)對接。歐洲也在 2022年用首個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器實(shí)現(xiàn)了與國際空間站的交會(huì)對接。技術(shù)概述在空間交會(huì)與對接的兩個(gè)航天器中，一個(gè)稱目標(biāo)航天器，一般是空間站或其 他的大型航天器，是準(zhǔn)備對接的目標(biāo)；另一個(gè)稱追蹤航天器，一般是地面發(fā)射的 宇宙飛船、航天飛機(jī)等，是與目標(biāo)航天器對接的對象。 對接對象也可以是太空中 失控的或出現(xiàn)故障的航天器。追蹤航天器從發(fā)射入軌到最后與目標(biāo)航天器完成剛 性連接，整個(gè)過程大致可分為地面導(dǎo)引、自動(dòng)尋

17、的、最后逼近、對接合攏四個(gè)階 段。5空間交會(huì)與對接技術(shù)概述下四種類型航天器空間交會(huì)對接技術(shù)的實(shí)施必須由高級控制系統(tǒng)來完成，根據(jù)航天員及地面站的參與程度可將控制方式劃分為如下四種類型：遙控操作：追蹤航天器的控制不依靠航天員，全部由地面站通過遙測和遙控來實(shí)現(xiàn)， 此時(shí)要求全球設(shè)站 或者有中繼衛(wèi)星協(xié)助。手動(dòng)操作：在地面測控站的指導(dǎo)下，航天員在軌道上對 追蹤航天器的姿態(tài)和軌道進(jìn)行觀察和判斷， 然后動(dòng)手操作。這是目前比擬成熟的 方法。自動(dòng)控制：不依靠航天員，由航天器上設(shè)備和地面站相結(jié)合實(shí)現(xiàn)交會(huì) 與對接。該控制方法也要求全球設(shè)站或有中繼衛(wèi)星協(xié)助。自主控制：不依靠航天員與地面站，完全由航天器上設(shè)備自主實(shí)現(xiàn)交會(huì)

18、與對接。從本質(zhì)上說，上述分類可歸結(jié)為人工控制方式或自動(dòng)控制方式。迄今為止， 美國較多地應(yīng)用人工控制方式，而蘇聯(lián)/俄羅斯那么主要采用自動(dòng)控制方式。用人控來完成太空交會(huì)與對接的優(yōu)點(diǎn)是：可以提高交會(huì)與對接的成功率；能 及時(shí)修正交會(huì)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤和排除故障；節(jié)省燃料和時(shí)間。自控交會(huì)與對接的優(yōu) 點(diǎn)是：不需要復(fù)雜的生命保障系統(tǒng)，可靠性高，無需考慮人員的平安和救生問題。 交會(huì)與對接未來的開展趨勢是人控和自控相結(jié)合，以提高交會(huì)與對接的靈活性、 可靠性和成功率。測量系統(tǒng)先進(jìn)的測量系統(tǒng)可以稱作是航天器間進(jìn)行交會(huì)與對接時(shí)的眼睛。蘇聯(lián)/俄羅斯飛船與空間站對接使用的交會(huì)測量系統(tǒng)最早叫 針后來增加了 數(shù)字電腦又改名為 航向

19、航向測量系統(tǒng)具有可靠性高、作用距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)， 尤其是不需要龐大的和平號(hào)空間站作任何機(jī)動(dòng)和姿態(tài)變化，航天員也可借助顯 示器和鍵盤進(jìn)行手動(dòng)控制。該系統(tǒng)在中遠(yuǎn)距離采用 S頻段微波雷達(dá)，近距離有 激光測距儀、目視光學(xué)瞄準(zhǔn)器。其 S頻段微波雷達(dá)裝在飛船上，包括自動(dòng)導(dǎo)引 頭、測距儀和徑向速度測量裝置；空間站上設(shè)有信標(biāo)、應(yīng)答機(jī)和通信設(shè)備等相應(yīng) 的搜索、捕獲定向敏感器。 航向系統(tǒng)共有9部天線組成搜索捕獲和跟蹤測量系 統(tǒng)追蹤航天器上5部，目標(biāo)航天器上4部，其中6部天線用于搜索捕獲和 初定向，1部用于停靠階段定向，2部用于相互跟蹤、相對運(yùn)動(dòng)測量和?？侩A段 定向。用于搜索的天線為螺盤天線，用于跟蹤的為拋物面天線。美

20、國雙子星座'飛船與 阿金納火箭對接，使用的交會(huì)測量系統(tǒng)為 L頻段非 相干脈沖微波交會(huì)雷達(dá)、目視光學(xué)瞄準(zhǔn)器。其中雷達(dá)作用距離為150米450千米，目標(biāo)航天器上安裝應(yīng)答機(jī)，由航天員通過光學(xué)瞄準(zhǔn)器以手控方式進(jìn)行交會(huì)與 對接操作。美國 阿波羅'飛船指令艙與登月艙對接，使用的交會(huì)測量系統(tǒng)為X頻 段單脈沖連續(xù)波雷達(dá)、目視光學(xué)瞄準(zhǔn)器。阿波羅與聯(lián)盟'飛船對接也采用這套測量系統(tǒng)。美國航天飛機(jī)與空間站對接，使用的交會(huì)測量系統(tǒng)是Ku頻段脈沖多普勒雷達(dá)、目視光學(xué)瞄準(zhǔn)器。它具有通信、收發(fā)功能，作用范圍為30米220千米，但接近與對接仍由手動(dòng)完成。近年來，激光雷達(dá)因具有可固化、重量輕、體積小，以及

21、測量精度高、易于 測量相對姿態(tài)的優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。但目前它在國際交會(huì)與對接中尚處于試驗(yàn)階 段。而GPS導(dǎo)航定位技術(shù)相對成熟，已對空間交會(huì)與對接提供了有力的支持。對接機(jī)構(gòu)交會(huì)與對接既離不開測量系統(tǒng)，也必須有對接機(jī)構(gòu)，二者缺一不可。按不同 的結(jié)構(gòu)和原理，空間對接機(jī)構(gòu)有四種：環(huán)-錐式機(jī)構(gòu)、桿-錐也叫 栓-錐式機(jī)構(gòu)、異體同構(gòu)周邊式機(jī)構(gòu)、抓手-碰撞鎖式機(jī)構(gòu)。環(huán)-錐式是最早期的對接機(jī)構(gòu)，它由內(nèi)截頂圓錐和外截頂圓錐組成。內(nèi)截頂 圓錐安裝在一系列緩沖器上，使它能吸收沖擊能量。這種結(jié)構(gòu)曾用于美國的雙子星座 飛船與 阿金納火箭以及美國 雙子星座'飛船之間的對接等。桿-錐式是在兩個(gè)航天器對接面上分別裝有栓和錐

22、的對接機(jī)構(gòu)，即一個(gè)航天器的對接機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有接收錐，另一個(gè)航天器上裝有對接碰撞桿， 在對接時(shí)，碰撞 桿漸漸指向接收錐內(nèi)，接收錐將桿頭鎖定。由于這種對接結(jié)構(gòu)不具備既有主動(dòng)又 有被動(dòng)的功能，所以不利于實(shí)施空間營救。蘇聯(lián) /俄羅斯聯(lián)盟飛船與禮炮號(hào)空 間站、聯(lián)盟TM飛船與和平號(hào)空間站，美國阿波羅登月艙與指令艙等的對接， 都曾采用這種對接機(jī)構(gòu)。異體同構(gòu)周邊式對接機(jī)構(gòu)可以克服 桿-錐式機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼭M足了下 面兩個(gè)要求：對接機(jī)構(gòu)是異體同構(gòu)，使航天器既可作主動(dòng)方，也能作被動(dòng)方， 這一點(diǎn)對空間救援特別重要；對接機(jī)構(gòu)必須是周邊的，即所有定向和動(dòng)力部件 都安裝于中央艙口的四周，從而保證中央成為來往通道空間。蘇聯(lián)聯(lián)

23、盟-19飛船與美國 阿波羅-18飛船、航天飛機(jī)與 和平號(hào)空間站、航天飛機(jī)與國際空間站 等對接，都采用這種對接機(jī)構(gòu)。其中，航天飛機(jī)與國際空間站的對接雖然仍采用 異體同構(gòu)周邊寸接機(jī)構(gòu)，但增加了先進(jìn)的綜合測量系統(tǒng)，包括 GPS導(dǎo)航接收 系統(tǒng)、數(shù)據(jù)跟蹤與中繼導(dǎo)航與通信接收系統(tǒng)、微波交會(huì)雷達(dá)系統(tǒng)、激光對接雷達(dá) 系統(tǒng)、光學(xué)對接攝像系統(tǒng)等，此外，還包括航天員顯示裝置空間六分儀、望遠(yuǎn) 鏡、顯示器、熒光屏等。抓手-碰撞鎖式是歐洲、日本研制的十字交叉和三點(diǎn)式對接機(jī)構(gòu)。這兩種機(jī) 構(gòu)實(shí)際上性質(zhì)相同，只是布局上的差異。前者在周邊布置四個(gè)抓手與撞鎖，后者 在周邊布置三個(gè)抓手與撞鎖。這兩種對接機(jī)構(gòu)都是無密封性能、無通道口的設(shè)計(jì)， 適合與不載人航天器之間的對接，如無人空間平臺(tái)、空間拖船等。未來展望在未來的空間交會(huì)與對接測量技術(shù)開展中，微波交會(huì)雷達(dá)仍將是可靠的遠(yuǎn)距離測量手段之一，并由L、S、C頻段向Ku頻段和毫米波頻段開展；在最后逼 近和對接階段，光學(xué)成像敏感器有更突出的優(yōu)點(diǎn)，所以也是國際上普遍使用的敏 感器；激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是波束窄、分辨率高、體積小、重量輕、精度高，適合于 近距離測量，在各國得到廣泛重視；GPS差分測