为什么我们明明有可以超越俄罗斯纪录的2小时快速对接方案,而神舟二十一号飞船去空间站,要飞3.5个小时?
可能是网友们的要求越来越高了。的确如此,因为之前我们在神舟二十号之前一直采用的是6.5小时对接技术,而在采用6.5小时对接技术之前,我们甚至采用过48小时的对接技术,要知道,接近两天才会交会对接,对宇航员们是一种什么样的煎熬。
那先说结论:采用更久时间的交会对接技术,并不是我们技不如人,而是我们更在乎航天员的安全。
我们先说俄罗斯和美国的方案。俄罗斯的联盟号,最快3个多小时就能对接?是不是一听就觉得:我们技术落后了?可真相可能和你想的完全不一样。
但要说起美国的龙飞船,那我们就足够的骄傲和自豪了,因为龙飞船的对接要飞整整28小时,比我们慢太多了。那为啥我们的对接时间就非得处于这样一个不上不下的尴尬地位呢?
我们先来说说神舟二十一号发射的情况,再来解开为啥我们神舟飞船的对接就不能再快一步直接破了俄罗斯飞船的对接纪录问题。
就在10月31日,神舟二十一号成功发射,带着三名航天员飞向中国空间站。其中两位是首次出征的“新人”,而指令长张陆已经是第二次执行任务。按计划,他们将在轨驻留约6个月——这是目前国际通行的轮换周期,既能保证任务连续性,又不至于让航天员在太空待太久,影响健康。
但大家最关心的,还是那个问题:为什么不能像俄罗斯那样,3个小时就对接上?
其实,我们早就做到了“更快”。先说个冷知识:中国不是做不到更快,而是选择“慢一点”。
早在3年前的2022年,天舟五号货运飞船执行任务时,就曾创造出了,只用了2小时就完成了与空间站的交会对接,刷新了世界纪录。相比之下,俄罗斯联盟号最快也要3小时20分钟,美国龙飞船更是要一整天。中国的纪录可是要快的多。但即便是这样的纪录,也存在一个问题,中国创造的纪录是无人货运飞船,俄罗斯联盟号可是载人的,这是一个非常大的区别。
那问题来了:既然货运飞船都能2小时搞定,为什么载人飞船还要3.5小时?
答案就两个字:安全。
载人飞船,安全永远排第一。
货运飞船和载人飞船,听着只差两个字,但背后的设计逻辑完全不同。
货运飞船运的是物资、设备、补给,没有生命在上面,可以“拼速度”,哪怕风险稍高,也有容错空间。
载人飞船里面坐着的是活生生的航天员,每一个操作都关乎生死,必须万无一失。
所以,虽然理论上神舟飞船也能实现2小时快速对接,但我们选择了更稳妥的3.5小时方案。这个时间,已经比早期的两天对接快太多了,属于“快速交会对接”范畴。
为什么要花这3.5小时?
我们得先来看看这3.5小时,飞船以及飞船背后的一系列动作。
首先需要地面的控制中心和飞船一步步确认,有没有飞到合适的停泊点,入轨位置是不是精确无误?飞船的各项工作是不是正常?角度、姿态、速度和空间站是不是匹配?空间站是不是已经准备就绪?
这里要做的每一步都像“过安检”,宁可慢一点,也不能漏掉任何隐患。
像是早期的神舟八号到神舟十号阶段,我们的对接技术更为保守,每次对接几乎要在地球轨道上面待48小时,整整两天时间才能与天宫空间站对接。到了神舟十一号之后,一直到神舟二十号,这几次发射采用了快速对接模式6.5小时的技术。和之前的2天时间相比,是明显快了不少的。
而到了这一回神舟二十一号飞船,交会对接再次提速,采用超快速对接模式,只用3.5小时对接模式。
那俄罗斯3小时对接,为啥能这么快?
俄罗斯航天采用的是一种被叫做“快速对接模式”的技术,这个技术要求它们对发射窗口的时间要求很严格,必须达到“零窗口”发射的要求。并且从发射到对接的时间只需要绕地球两圈,时间越3小时20分钟。
但有利有弊,在这种极致要求下,相当于是在计算好的那一秒点火,差一秒都可能导致对接失败。而且整个过程几乎没有冗余时间,一旦某个环节出问题,很难补救。没有补救机会。
相比之下,我们的3.5小时方案更灵活,更适合载人任务。
那圈叔也顺便解释一下,为啥美国龙飞船要飞28小时,才能完成交会对接?
很多人印象中,美国应该更先进,那为什么美国的载人龙飞船为啥要飞28小时?难道他们技术最差?
真实情况刚好恰恰相反。SpaceX的龙飞船飞这么久,是因为龙飞船所采用的对接,注重稳定性,而且有一点是,它的发射场在佛罗里达,这个火箭发射场所在的轨道倾角和空间站不完全匹配,所以需要更多时间调整。
回到最初的问题:神舟二十号为什么要飞3.5小时?实现快速交会对接的关键,在于尽量减少飞船单独飞行的圈数。地球一圈约1.5小时,圈数越少,时间越短。所以,答案是:不是我们做不到更快,而是更在乎航天员的安全。