神舟13号连续10次变轨,全自主对接炉火纯青,北斗导航功不可没

进入空间站时代以来我国天地往返运输系统的交会对接技术实现了由传统2天模式向全自主快速交会对接转变 , 以神舟十三号为例 , 它是如何将对接时间缩短至6.5小时的呢?
神舟13号连续10次变轨,全自主对接炉火纯青,北斗导航功不可没
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神舟十三号载人飞船
全自主交会对接与传统2天交会对接一样都分为“远距离导引段”、“近距离导引段”、“对接段”三个阶段任务 , 两种模式真正拉开差距的关键就在“远距离导引段” 。
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远距离导引段
以往神舟飞船在远距离导引段完全依赖地面进行轨道空间位置的确定 , 并依据地面上行指令进行轨道机动 , 耗时耗力效率很低 。
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北斗卫星导航系统
作为向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务的北斗卫星导航系统也可以服务近地轨道航天器的空间位置信息获取 。
神舟十三号在远距离导引段依托北斗卫星导航系统获取的空间位置信息在轨自主解算 , 进而实现自主变轨 。
飞船通过3圈6次变轨来到天宫空间站后下方52公里 , 结束远距离导引段进入近距离导引段 。
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神舟十三号来到天宫空间站后下方
近距离导引段包括寻的段、接近段、平移靠拢段三个阶段 , 在寻的段有4次脉冲4次变轨 , 然后抵达中途瞄准点 。
过中途瞄准点大约十几分钟后开始进行俯仰调姿 , 飞船抬头进而逐渐调整至直立姿态 , 旨在让前向口敏感器(微波雷达、激光雷达、CRDS光学成像敏感器)始终对着核心舱径向对接口 。
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神舟十三号过中瞄点
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完成俯仰调姿后飞船对接口方向视野中的天宫空间站
到达200米停泊点后进行滚动调姿 , 飞船沿轴向旋转180度 , 目的是让飞船敏感器对准核心舱径向对接口的目标标志器 。
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神舟十三号前向对接口附近安装的一系列敏感器
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神舟十三号滚动调姿过程中看到的天宫空间站
200米停泊点之后的飞行属于平移靠拢段 , 径向对接条件下追踪飞行器与目标飞行器不在同一条轨道 , 速度也不一致 , 因此飞船的姿态调整更为复杂 。
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飞船对接环接触径向对接口
当飞船对接环与核心舱径向对接口接触后 , 即标志着对接机构捕获 , 之后就是对接机构之间的缓冲、拉近、锁紧 , 此过程耗时约15分钟 。
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对接于径向对接口的神舟十三号
神舟13号连续10次变轨,全自主对接炉火纯青,北斗导航功不可没】完成锁紧后即标志着两器建立刚性连接 。