空间技术2.doc

1 空间技术 1.1什么是空间技术 空间技术是探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称为太空技术和航天技术。目的是利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间的物理、化学和生物等自然现象。但对“天”目前专家们有两种理解：一是把地球大气层以外的无限遥远空间称之为“天”；另一是把地球大气层外、太阳系以内的有限空间叫做“天”。若按前一种理解，空间技术和航天技 术完全是一回事；若按后一种理解，人们把地球大气层以外、太阳系以内的空间活动称之为航天，超出太阳系以外的空间活动称之为航宇。这样，空间技术则应涵盖 航天技术和航宇技术。但由于在相当长的时间内，人类主要还是在太阳系内从事活动，因此，当今把航天技术和空间技术视为同义词已得到公认。我国的航天专家将空间技术的主要特点概括为两个方面：首先空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技 术和计算机技术等众多先进技术的发展。因此，一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志。其次，空间技术是一门快速 的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。比如，通信卫星可以大面积覆盖地面以至全球；气象卫星可以进行全球天气预报；侦察卫星可以及时监视广 大地区的军事活动等等。 空间技术区别于一般常规技术的这两大特点，使其对一个国爱的实力和进步起到意想不到的战略性作用：在经济上能产生很高的经济和社会效益，普遍认为，开 发利用外层空间资源，其投资效益能达到110以上；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政 治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远。一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码；在科学技术上还能带动电子、自动化、遥感、生物等学科的 发展，并形成包括卫星气象学、卫星海洋学、空间生物学和空间材料工艺学等一群新的边缘科学。空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。空间技术作为一门高新科技技术具有一定的两面性：优点：一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志；对一个国家的实力和进步起到意想不到的战略性作用；在经济上 能产生很高的经济和社会效益；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国 际活动中的地位影响深远，一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码。 缺点：耗资巨大；一但出现事故基本无法挽回；空间技术被军用，加重了世界安全形式；制造出大量太空垃圾。空间技术作为创造性劳动的成果，是技术发明人的智慧和劳动的结晶，他包含丰富的社会价值和经济价值。发展空间技术具有重大意义。40 多年来空间技术的成就是巨大的，它已迅速并广泛应用于众多的领域。展望未来30 年，世界航天技术将持续快速发展。目的性目的是利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间的物理、化学和生物等自然现象。 创新性空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。 综合性空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。 两面性优点：一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志；对一个国家的实力和进步起到意想不到的战略性作用；在经济上能产生很高的经济和社会效益；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远，一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码。 弊端：耗资巨大；一但出现事故基本无法挽回；空间技术被军用，加重了世界安全形势；制造出大量太空垃圾。 专利性空间技术作为创造性劳动的成果，是技术发明人的智慧和劳动的结晶，他包含丰富的社会价值和经济价值。 1.2空间技术的在中国的发展 中国空间技术研究院成立于1968年2月20日，其目的是为了把文革期间分散在各部门的技术力量集中起来，推进中国空间事业的发展。从第一任院长、中国航天事业奠基人钱学森开始，中国空间技术发展的历程便与中国空间技术研究院息息相关。在“东方红”一号之后，中国空间技术研究院先后自主研制并成功发射了80多颗人造地球卫星、7艘“神舟”飞船和中国第一个月球探测器“嫦娥一号”，在人造卫星、载人航天和深空探测三个航天技术领域实现了新跨越，多项技术跨入世界先进行列，40多年来先后获得国家级科学技术进步奖60余项，其中国家科技进步特等奖5项；获部级科技进步奖近2000项。中国空间技术研究院院长杨保华说：“与中国空间事业的三大里程碑基本相对应，从成立至今，中国空间技术研究院的发展壮大也经历了三个阶段。”“上世纪7080年代中期，这一个15年是中国空间技术发展的起步阶段。作为关乎国家经济命脉和科技发展的核心关键技术，空间技术是买不来的，必须依靠自己的力量去掌握。当时的国际环境决定，我国的空间事业从一起步就要走一条独立自主、自力更生、自主创新的空间事业发展之路。”杨保华说：“而这一阶段，也正是中国空间技术研究院的创业阶段。当时研究院刚刚成立，面临着研制卫星所需生产、加工设备不足，测试、试验设备不齐，资源、人员短缺，西方国家技术封锁等诸多困难。东方红一号卫星成功研制发射的经验之一，就是通过选择有限目标、实施重点突破，在国家经费投入较为有限、工业基础相对薄弱的条件下实现跨越式发展。“从上世纪80年代中期到世纪末的15年，中国空间事业所坚持的还是自主创新。”杨保华说：“这一阶段，研究院通过自主创新，在卫星回收、一箭多星、地球同步轨道通信卫星研制、对地遥感卫星、气象卫星等技术领域，跻身世界先进行列，拥有了一批具有自主知识产权的核心和关键技术。同时，管理模式的变化也随之产生，从70年代的大会战模式，80年代初的课题研制模式，变化为项目管理模式。”杨保华说：“21世纪以来，我们认识到管理创新与技术创新同等重要，中国空间事业的发展更加重视管理创新，技术创新和管理创新并重。以往，搞科研是我们的强项，搞管理、搞生产我们不行。但现在研究院正在从一个传统的研究部门向大型宇航科研生产联合体转型，在项目不断增多，任务不断加重的情况下，航天器工程系统复杂、技术密集、协作面广、投资大和风险高等特点，使得管理创新显得尤为重要。当前我们的科研生产模式已经转化为项目群管理、也就是多项目管理模式，集约资源，提高效率，在保证经济效益的同时，也大大提高了航天器研制的成功率。”“当然，在重视管理创新的同时，技术创新决不能松懈。这始终是中国空间技术发展的灵魂所在。”杨保华说。 2空间站 2.1什么是空间站人类并不满足于在太空作短暂的旅游，为了开发太空，需要建立长期生活和工作的基地。于是，随着航天技术的进步，在太空建立新居所的条件成熟了。空间站也就应运而生，它是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的可分批发射组件，在太空中组装成为整体。空间站中有能供人生活的一切设施，不再返回地球。空间站一般重达数十吨，可居住空间达数百立方米。它基本上由几段直径不同的圆筒串联组成，分为对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱和太阳电池翼等几个部分。对接舱一般有数个对接口，可同时停靠多艘载人飞船或其他航天器，是空间站的停靠码头。气闸舱是宇航员在航道上出入空间站的通道。轨道舱是宇航员进行科研和工作的场所，装有各种必需的仪器设备。生活舱是宇航员吃饭、休息和娱乐的地方。服务舱主要用来承装动力和能源系统。太阳电池翼通常装在空间站本体的外侧，为空间站上各个仪器设备提供电源。在空间站里，可以探测天体，研究天文；观察地球，勘测资源；加工新材料，试制新药品；为人们在空间长期居住、开展航天活动、开发太空资源提供场所。空间站的特点之一是经济性。例如，空间站在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。另外，空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。它的特点之二是巨大的体积，因此它的在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。到目前为止，全世界已发射了10个空间站。其中苏联共发射8座，美国发射1座，还有一座，也是目前世界上唯一的一座空间站是由美国、俄罗斯、欧洲等共建的国际空间站。按时间顺序讲，苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射，后在太空与联盟号飞船对接成功，有3名航天员进站内生活工作近24天，完成了大量的科学实验项目。美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站，它在435千米高的近圆空间轨道上运行，宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学，空间物理，天文观测，资源勘探和工艺技术等试验，拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片，研究了人在空间活动的各种现象。直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。而现在的国际空间站已在2006年完成大部分建设。按照设计，到建造完成时 它将成为目前太空中最大的人造航天器，其设计寿命为1015年，总质量约423吨、长108米、宽88米，运行轨道高度为397千米，载人舱内大气压与地表面相同，可载6人。国际空间站结构复杂，规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱，对接过渡舱、桁架、太阳能电池等部分组成，建成后总质量将达438吨，长108米。由于一切科研活动都有人参与，利用先进的科研观测设备，国际空间站可以完成其他无人航天器 或地基设备无法完成或要求更高的观测研究项目。如对地观测，天文观测以及生命科学研究。 我国将于2010年至2011年底发射天宫一号目标飞行器，天宫一号的重量有8吨，类似于一个小型空间实验站。有望于2014年用“长征五号”把中国空间站送上太空，最终将建设一个基本型空间站，我国首个空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。中国的首个空间站建成后，其核心舱可以不断加舱。届时，每年将往空间站发射若干个航天器。纵观空间站发展的历史，有人认为空间站计划是在浪费时间和金钱，并且抑制了其他更有意义的计划。但另一些人却持有不同观点，认为花费在载人空间探索上的巨额经费同样会给地球上的每个人带来切实的好处。有评估指出，国际空间站计划所开发的载人航天相关技术的商业应用，会间接带动全球经济，其所带来的收益是最初投资的七倍。即便国际空间站在科学方面的意义为零，仅其发挥的推动国际合作的作用，也足以令这个计划彪炳史册。 2.2我国对空间站的计划和成就中国空间站计划：中国空间站计划是继1992年中国正式提出载人航天三步走计划后提出来的空间发展计划。 中国载人航天三步走的计划： 第一步，能上天； 第二步，能出舱； 第三步，建立小型空间站。 伴随神舟五号、六号在过去的四年时间里相继成功发射，中国又在2008年发送载有多名航天员的神七升空，中国已经积极稳妥地完成第二步，完成了历史性的第二步，为第三步的成功打下坚实基础。 空间站的建立需要大推力火箭的研制、开发和利用。只有推力更大的火箭才可以发射更大更重的同步卫星到地球同步轨道上去，使几十个转发器同时工作起来，覆盖更多的频道。 步骤中国空间站计划也分“三步走”，如下： 第一步：2008年9月，“神七”升空，实现航天员太空行走； 第二步：2011年左右，“神八”、“神九”将发射飞行器，实现无人对接。从2010年开始到2015年，中国计划发射2到3个空间实验室到太空，将有多艘飞船与之对接。 第三步：2012年左右，“神十”实现有人对接，然后组建有人空间站。2020年前后，中国将发射空间站核心舱和科学实验舱，开始建造空间站。 中国空间站为一个空间实验室系统。该计划预计于2010年至2015年间进行。其组成过程中将先发射无人空间实验室，而后再用运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室交会对接，宇航员从飞船的附加段进入空间实验室，开展工作。 航天员的生活必需品和工作所需的材料、设备均由飞船运送，载人飞船停靠在实验室外边，作为应急救生飞船。如果实验室发生故障，可随时载航天员返回地面，航天员工作完成后，乘飞船返回。我国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前，研制并发射空间实验室，突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术，开展一定规模的空间应用；2020年前后，研制并发射核心舱和实验舱，在轨组装成载人空间站，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术并开展较大规模的空间应用。 我国载人空间站工程建设将充分继承载人航天工程前期成果，继续使用已有的神舟飞船、长征二号F运载火箭、发射场和着陆场。载人空间站建成后，将全面实现我国载人航天“三步走”发展战略，可进一步推动我国载人航天技术向更高水平发展，将为推动国家科技进步和创新发展、提升综合国力、提高民族威望做出重要贡献。按照工程计划，我国将于明年发射天空一号目标飞行器和神舟八号飞船，实施首次空间飞行器无人交会对接试验。 初步计划1 组成和布局 空间实验室 国际太空站采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱。 实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成，密封舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存条件，可用于航天员驻留期间在轨工作和生活，密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。 资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。 2 任务 进一步掌握飞行器空间交会对接技术； 突破航天员中期驻留、飞行器长期在轨自主飞行、再生式生保和货运飞船补加等关键技术； 验证天地往返运输飞船的性能和功能； 进行一定规模的空间应用。 启动实施我国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前，研制并发射空间实验室，突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术，开展一定规模的空间应用；2020年前后，研制并发射核心舱和实验舱，在轨组装成载人空间站，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术，并开展较大规模的空间应用。 据介绍，我国载人空间站工程建设，将充分继承载人航天工程前期成果，继续使用已有的神舟飞船、长征二号F运载火箭、发射场和着陆场。载人空间站建成后，将全面实现我国载人航天“三步走”发展战略，进一步推动我国载人航天技术向更高水平发展，为推动国家科技进步和创新发展、提升综合国力、提高民族威望做出重要贡献。 按照工程计划，我国将于2011年发射天空一号目标飞行器和神舟八号飞船，实施首次空间飞行器无人交会对接试验。 3 飞行器 3.1什么是飞行器及历史 行器(flight vehicle)是由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的在大气层内或大气层外空间（太空）飞行的器械飞行物。在大气层内飞行的称为航天器，在太空飞行的成为航天器。 二战碟形飞行器一些飞碟的模型在1947年展出。从1950年开始，美国的飞碟计划一直在CIA、 NSA、 和NRO等机构的秘密支持下继续进行着，至尽这也是美国的核心绝密计划之一。 一、纳粹德国Series 哈伯飞碟系列： 翻译档案： 党卫队E-IV局，在纳粹神秘的“黑太阳”计划中分派研究可选择的能量的任务，弥补第三帝国在战争期间缺乏的石油、汽油等燃料产品。 这个部门，利用神秘的技术继续发展代号为“RFZ”的飞碟计划，以磁场能为基础发展飞碟，主设计师是：W.O. Schumann，德国慕尼黑综合技术大学的教授。1939年研制工作出现在动力系统方面出现革命性的突破，利用世界第一个电磁引力驱动系统为飞碟提供动力。这个驱动系统依靠范德格拉夫联合发电机、Marconi vortex dynamo马可尼式涡流发电机来驱动，来产生强大的电-磁场动力，摆脱地心引力的影响从而升空。 最初的这个巨大的飞碟使用的发动机是利用Thule and Vril Gesellschafts（外星超前科技）的技术，SS命名为：RFZ-5。自从1935年以来，神秘的外星科学家和飞碟一直隐蔽在遥远的、偏僻的、不发达的地区进行飞行测试。党卫队找到一个合适地方，在德国的西北部，叫的地方。在这里，依然由党卫队E-IV局从事新飞碟的研制、测试、生产工作，新飞碟被命名为“H-Great”，意识是。 战时为了安全方面的考虑，在1939年，党卫队将这个地名缩短一个字母，混淆的命名为：，以蒙蔽苏军和盟军。在以后战争的期间，研制、生产飞碟的g逐渐放弃，研制、生产逐渐转移到德国的“Brandenburg”地区。 最初的 I型飞碟有2个原型，它的直径有25米，乘员有8人，速度达到了令人惊奇的：4800公里/小时，飞行维持在较低的高度。改进了神秘的燃料配方和发动机之后，飞碟I型速度到达了难以置信、令人瞠目结舌的17000公里/小时的速度，而且续航时间达到惊人的：18个小时。为了抵抗令人惊奇的高速度带来的高温，为了抵抗令人惊奇的高速度的影响，党卫队中的先驱的冶金专家，为型、Vril型飞碟冶炼特制配方的合金装甲，并将这种特种合金装甲装备在型、Vril型飞碟上 I型有一个单一的船体，早期测试中，将双管60毫米KSK（Strong Jet Cannon）航空加农炮安装在 I型进行武器测试，要求能击穿4英寸厚的装甲。但是这种重型加农炮开火时，巨大的后坐力容易使飞碟发生颤动、震动，严重影响飞行。后来变通的方法是：安装6门MK-108机关炮和3门小口径对地加农炮。I型，于1939年开始试飞，2个原型机总共进行了52次飞行测试。 1942年，经过放大的 II型开始测试，II型直径有30米，乘员9人，飞行的速度达到600021000公里/小时，续航和滞空时间达到：55个小时。更进一步的改进型，装备了耐热护罩，并生产了2个飞碟的壳体。在19421944年之间， II型生产了7架，进行飞行测试，总共进行了106次试飞。 1944年，完美的飞碟原型：开始测试。该型号制造了2架原型机进行测试。巨大的发动机、巨大的高度，乘员达到20人。型能以21000公里/小时的速度进行超音速巡航飞行。发动机的生产，SS党卫队让容克飞机公司和道尼尔飞机公司二者竞争，1945年3月，道尼尔飞机被选中，来生产飞碟的发动机。随着战争形式的进一步恶化，阻止了道尼尔飞机公司对飞碟发动机的生产。型的几张照片作为党卫队E-IV局的文件保留下来。有关道尼尔飞机公司被选中飞碟发动机的中标文件，有关发动机的生产和书面所有文件，全部毁于战火。 III型飞碟太大了，直径有70米。一个单独的原型机在二战结束之前被制造出来。乘员有32人，速度达到700040000公里/小时。该型飞碟拥有3倍厚度的外星技术的防护外罩。续航时间到达：78个星期。该型飞碟进行了19次飞行测试。1945年3月，该型飞碟被Thule and Vril（外星超前文明）用来进行撤退运送工作。 进一步的IV型，在二战结束之前没有制造出来。但是在战争结束后的一年时间里，与 IV型非常类似的飞碟在德国占领区经常被发现。历史发展人类很早就有在空中像鸟类一样飞行的理想，古希腊的阿尔希塔斯所制造的机械鸽、远至澳大利亚的飞去来器、中国的孔明灯和风筝都有关系。在中国古代，有人在文学著作中描述了飞行的理想，而且还有人设计了一些大型的风筝飞行器，试图实现这种脱离大地束缚的理想。明朝的万户 ，就设计了一种将几十支火药火箭绑在椅子上，手拿风筝进行飞行的试验。世界上最早的飞行器是中国发明的风筝。15世纪，意大利的列奥纳多.达.芬奇也曾设计过飞行器。 现代飞行器的发展，得益于19世纪工业革命带来的科学和技术的巨大飞跃。19世纪，不断有人试图突破空气的束缚，但都失败了。随着内燃机的发明和广泛应用，在空气中的飞行也逐渐成为可能。1903年，美国的莱特兄弟率先在美国制造出能够飞行的飞机，并且实现了飞行的梦想。随后，飞机及其相关的科学和技术，得到了飞速发展。 3.2先进的无人飞行器早在二十世纪初，无人飞行器（UAV，Unmanned Aerial Vehicle）就已问世。它可分为无人机、导弹和靶标三大类。最初无人飞行器称为“遥控飞行器（RPV）”，大多用做靶机，在早先的简氏世界飞机年鉴中将它归为遥控飞行器与靶标族类，即 Targets。这种用途一直持续到至今，目前靶机仍占无人飞行器市场份额的七成左右。在漫长的岁月中，无人机发展缓慢，一直到近代几次局部战争，无人机才崭露头角，逐步成为除有人驾驶飞机和导弹以外的另一类作战武器。 第一架遥控航模飞机是于1909年在美国试飞成功的。1915年10月德国西门子公司研制成采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹，它被公认为有控的无人飞行器的先驱，19171918年英国与德国先后研制成第一架无人驾驶的遥控飞机，但一直到1921年英国才研制成可付诸实用的第一架靶机。 1930年英国首先开始靶机研制，1933年世界上第一架有人驾驶飞机成功地改成“蜂后”号靶机试飞成功。接着前苏联于1934年研制成-2靶机。二次世界大战后，又研制成用冲压发动机的La-17靶机。美国于1939年开始研制靶机，由于战争需要，研制成多种靶机。战后为发展新型防空导弹，先后有30多家公司投入了靶机和遥控飞行器的研制，其中最负盛名的有瑞安公司研制的世界上生产最多的“火蜂系列靶机，以及诺斯罗普公司的“石鸡”靶机系列等。 二次世界大战期间，后来被美国人尊崇为航天之父的阿波罗空间计划负责人冯布劳恩，他把靶机技术与遥控机技术结合，在德国庇内门德基地研制成世界上第一个飞航式V-1型导弹。二次世界大战期间他们还研制成V-2导弹与 “莱茵女儿”等导弹，将无人飞行器派生出一个新的族系导弹。由于二次世界大战后各国竞相发展，形成了一个独立的导弹族系，到目前已发展成七大族系800多种导弹，而导弹技术的发展反过来又促进了无人飞行器的发展。由此，无人机已形成其各有特点的三大分枝：无人机、导弹与靶标。 在发展靶机的同时，随着相应技术的进展，各国尝试在靶机上换装一些测量装置，使其具有战场侦察、监视、目标探测、电子战能力，甚至也设想作为无人作战飞机。美国“火蜂”、意大利“米拉奇”等都做了这方面的改进与利用。另外，还有通过将有人驾驶飞机改进用作上述目的的无人机。 4 交会对接 空间交会对接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，是实现航天站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件。交会对接过程有四个阶段，同时根据航天员介入的程度和智能控制水平可分为四种操作方式。2011年11月3日凌晨，神舟八号飞船将与天宫一号实现中国首次空间交会对接。目录空间交会对接(6张)一般是首先由地面发射追踪航天器，由地面控制，使它按比目标航天器稍微低一点的圆轨道运行；接着，通过霍曼变轨，使其进入与目标航天器高度基本一致的轨道，并与目标航天器建立通信关系；接着，追踪航天器调整自己与目标航天器的相对距离和姿态，向目标航天器靠近；最后当两个航天器的距离为零时，完成对接合拢操作，结束对接过程。1 编辑本段对接阶段在交会对接过程中，追踪飞行器的飞行可以分为以下四个阶段： 远程导引段在地面测控的支持下，追踪飞行器经过若干次变轨机动，进入到追踪航天器上的敏感器能捕获目标飞行器的范围（一般为15100千米）。 近程导引段追踪飞行器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标飞行器的相对运动参数，自动引导到目标飞行器附近的初始瞄准点（距目标飞行器0.51千米）。 最终逼近段追踪飞行器首先捕获目标飞行器的对接轴，当对接轴线不沿轨道飞行方向时，要求追踪飞行器在轨道平面外进行绕飞机动，以进入对接走廊，此时两个飞行器之间的距离约100米，相对速度约13米/秒。 对接停靠段追踪飞行器利用由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统精确测量两个飞行器的距离、相对速度和姿态，同时启动小发动机进行机动，使之沿对接走廊向目标最后逼近。在对接前关闭发动机，以0.150.18米/秒的停靠速度与目标相撞，最后利用栓-锥或异体同构周边对接装置的抓手、缓冲器、传力机构和锁紧机构使两个飞行器在结构上实现硬连接，完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。 2 编辑本段控制类型航天器空间交会对接技术的实施必须由高级控制系统来完成，根据航天员及地面站的参与程度可将控制方式划分为如下四种类型： 遥控操作追踪航天器的控制不依靠航天员，全部由地面站通过遥测和遥控来实现，此时要求全球设站或者有中继卫星协助。 国际空间站就是通过若干舱段对接而成（3手动操作在地面测控站的指导下，航天员在轨道上对追踪航天器的姿态和轨道进行观察和判断，然后动手操作。这是目前比较成熟的方法。 自动控制不依靠航天员，由船载设备和地面站相结合实现交会对接。该控制方法亦要求全球设站或有中继卫星协助。 自主控制不依靠航天员与地面站，完全由船上设备自主实现交会对接。2 对接机构按不同的结构和原理，空间对接机构有四种： “环-锥”式机构“环-锥”式是最早期的对接机构，它由内截顶圆锥和外截顶圆锥组成。内截顶圆锥安装在一系列缓冲器上，使它能吸收冲击能量。这种结构曾用于美国的“双子星座”飞船与“阿金纳”火箭以及美国“双子星座”飞船之间的对接等。 “杆-锥”式机构（也叫“栓-锥”）式结构 “杆-锥”式是在两个航天器对接面上分别装有栓和锥的对接机构，即一个航天器的对接机构内装有接收锥，另一个航天器上装有对接碰撞杆，在对接时，碰撞杆渐渐指向接收锥内，接收锥将杆头锁定。由于这种对接结构不具备既有主动又有被动的功能，所以不利于实施空间营救。俄罗斯“联盟”飞船与“礼炮”号空间站、“联盟TM”飞船与“和平”号空间站，美国“阿波罗”登月舱与指令舱等的对接，都曾采用这种对接机构。 “异体同构周边”式机构“异体同构周边”式对接机构可以克服“杆-锥”式机构的缺点，因为它满足了下面两个要求： 对接机构是异体同构，使航天器既可作主动方，也能作被动方，这一点对空间救援特别重要； 对接机构必须是周边的，即所有定向和动力部件都安装于中央舱口的四周，从而保证中央成为来往通道空间。苏联“联盟-19”飞船与美国“阿波罗-18”飞船、航天飞机与“和平”号空间站、航天飞机与国际空间站等对接，都采用这种对接机构。其中，航天飞机与国际空间站的对接虽然仍采用“异体同构周边”对接机构，但增加了先进的综合测量系统，包括GPS导航接收系统、数据跟踪与中继导航与通信接收系统、微波交会雷达系统、激光对接雷达系统、光学对接摄像系统等，此外，还包括航天员显示装置（空间六分仪、望远镜、显示器、荧光屏等）。 “抓手-碰撞锁”式机构“抓手-碰撞锁”式是欧洲、日本研制的十字交叉和三点式对接机构。这两种机构实际上性质相同，只是布局上的差别。前者在周边布置四个抓手与撞锁，后者在周边布置三个抓手与撞锁。这两种对接机构都是无密封性能、无通道口的设计，适合与不载人航天器之间的对接，如无人空间平台、空间拖船等。4 编辑本段测量系统先进的测量系统可以称作是航天器间进行交会与对接时的眼睛。 俄罗斯飞船与空间站对接使用的交会测量系统最早叫“针”，后来增加了数字计算机又改名为“航向”。“航 向”测量系统具有可靠性高、作用距离远的特点，尤其是不需要庞大的“和平”号空间站作任何机动和姿态变化，航天员也可借助显示器和键盘进行手动控制。该系统在中远距离采用S频段微波雷达，近距离有激光测距仪、目视光学瞄准器。其S频段微波雷达装在飞船上，包括自动导引头、测距仪和径向速度测量装置；空间站上设有信标、应答机和通信设备等相应的搜索、捕获定向敏感器。“航向”系统共有9部天线组成搜索捕获和跟踪测量系统（追踪航天器上5部，目标航天器上4部），其中6部天线用于搜索捕获和初定向，1部用于停靠阶段定向，2部用于相互跟踪、相对运动测量和停靠阶段定向。用于搜索的天线为螺盘天线，用于跟踪的为抛物面天线。 美国“双子星座”飞船与“阿金纳”火箭对接，使用的交会测量系统为L频段非相干脉冲微波交会雷达、目视光学瞄准器。其中雷达作用距离为150米450千米，目标航天器上安装应答机，由航天员通过光学瞄准器以手控方式进行交会与对接操作。美国“阿波罗”飞船指令舱与登月舱对接, 使用的交会测量系统为X频段单脉冲连续波雷达、目视光学瞄准器。“阿波罗”与“联盟”飞船对接也采用这套测量系统。美国航天飞机与空间站对接，使用的交会测量系统是Ku频段脉冲多普勒雷达、目视光学瞄准器。它具有通信、收发功能，作用范围为30米220千米，但接近与对接仍由手动完成。 近年来，激光雷达因具有可固化、重量轻、体积小，以及测量精度高、易于测量相对姿态的优点而倍受青睐。但目前它在国际交会与对接中尚处于试验阶段。而GPS导航定位技术相对成熟，已对空间交会与对接提供了有力的支持。5 编辑本段对接航天器在空间交会与对接的两个航天器中，一个称目标航天器，一般是空间站或其他的大型航天器，是准备对接的目标；另一个称追踪航天器，一般是地面发射的宇宙飞船、航天飞机等，是与目标航天器对接的对象。对接对象也可以是太空中失控的或出现故障的航天器。 航天器之间在空间进行对接时要先交会，即相互接近，它是一个航天器接近另一个航天器的过程。具体地说，就是在太空飞行中