天舟5號交會對接只用2小時,為啥神舟15號仍然用了6.5小時?

彧蔚 發佈 2022-12-01T13:46:38.907295+00:00

約20分鐘後,神舟15號載人飛船順利進入預定軌道,並在軌運行一段時間後,於北京時間11月30日5時42分順利對接在天宮空間站預定艙口,整個交會對接用時約6.5小時。

北京時間11月29日晚上23時08分,神舟15號載人飛船搭乘長征2F運載火箭,順利從酒泉衛星發射中心升空。約20分鐘後,神舟15號載人飛船順利進入預定軌道,並在軌運行一段時間後,於北京時間11月30日5時42分順利對接在天宮空間站預定艙口,整個交會對接用時約6.5小時。

而在此之前的11月12日,天舟5號貨運飛船發射時,從10時03分發射升空到12時10分完成自主交會對接,前後只用了短短2小時零7分。不僅刷新了我國航天空間交會對接的新紀錄,同時也打破了此前2020年10月14日,俄羅斯聯盟飛船對接國際空間站時,創造的3小時零3分世界紀錄。

而我國並沒有立即在神舟15號載人飛船上,率先使用天舟5號創造的2小時的快速交會對接技術,仍然沿用經典的6.5小時交會對接,主要有以下四方面原因:

1、時間問題: 神舟15號載人飛船和早前發射的天舟5號貨運飛船,前後發射只間隔了半個多月時間,但天舟5號和神舟15號製造、組裝的時間卻距離各自發射都超過了半年以上。這也就造成率先搭載在天舟5號貨運飛船上,承擔首次發射試驗的2小時快速交會對接技術,在成功驗證並取得交會對接成功後,並沒有足夠時間轉移到已經完成船箭總裝、即將進入發射轉移的神舟15號載人飛船身上。

2、試驗階段 的確從航天技術的更新來看,我國在稍早之前發射的天舟5號貨運飛船上,已經成功驗證了世界領先的2小時快速交會對接技術,為後續我國載人航天發展中,地面和太空中的快速轉移奠定了基礎優勢。

但這項技術現階段現階段只試驗了一次、且只成功了一次,而載人航天在核心發展上最為看重的並非技術的先驅,而是技術的成熟可靠。所以在2小時的快速交會對接技術還未完全成熟可靠、經得起驗證的情況下,神舟系列載人飛船是不會使用的。

3、航天員適應失重 神舟載人飛船和天舟貨運飛船主體結構雖然相似,但不代表其任務核心完全相似,天舟貨運飛船運送的都是各類航天所需的物資,從發射入軌後,為了節省燃料飛船可以大幅機動變軌,在很短時間內完成和目標飛行器的快速交會對接。

但神舟載人飛船內部運送的是航天員,航天員在進入太空後會受到失重環境影響,繼而除了心理上的變化外,在身體機能上也會發生些許改變。這就需要留給航天員一定的空間失重環境適應時間,所以從神舟15號載人飛船發射、到20多分鐘後進入預定軌道,再到6個多小時後完成交會對接的過程中,神舟15號載人飛船內的三名航天員,也在快速調整自身身體和心理狀態,快速適應空間失重環境等變化。

4、燃料限制 載人飛船交會對接時間較慢除了以上這些原因外,其實還有一個不太注重的原因就是,神舟載人飛船因為船艙內部可用空間較小,且大部分都被用於保障航天員生命安全的各類系統所占據,留給推進艙的空間和承載量並不多,所以神舟載人飛船自身燃料箱的空間,要比天舟貨運飛船小一些。

但神舟載人飛船在承載燃料較少的前提下,除了用於航天員從地面到空間站外,還承擔著航天員返回地球的重擔,而在返回的過程中,不管是正常還是突發狀況,都需要載人飛船大幅機動變軌、減速等空間姿態變化,而這些會急速消耗本就不多的燃料。

所以在神舟載人飛船發射入軌後,飛船自身的軌控發動機和變軌發動機並不會持續以大推力運行,而是會間歇地進行推進,這樣既留給了航天員用於入軌後的檢查操作、和自身空間失重適應,而且較小的推力運行也降低了燃料的快速消耗。

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