神舟二十一号为何飞3.5小时才对接?俄罗斯仅需3小时?技不如人?美国龙飞船交汇对接需28小时,我们只需3.5小时

为什么我们明明有能够超越俄罗斯纪录的2小时快速对接方案,神舟二十一号飞船却要花3.5个小时才能完成对接?

这可能是因为现在大家对技术的要求越来越高。的确如此,早在神舟二十号之前,我们一直使用的是6.5小时对接技术,而在采用6.5小时对接技术之前,我们甚至曾用过长达48小时的对接时间。想象一下,接近两天才能完成交会对接,这对宇航员来说是一种怎样的煎熬。

先给个简单结论:采用更长时间的对接技术,并不是因为我们的技术不如人,而是我们更加注重航天员的安全。

首先,我们来看一下俄罗斯和美国的对接技术。俄罗斯的联盟号,最快只需要3个多小时就能完成对接,听起来似乎我们的技术还不够先进,但事情可能并不像你想的那样。

但是,提到美国的龙飞船,我们倒是可以感到骄傲了,因为龙飞船的对接时间竟然要整整28小时,远比我们慢得多。那么,为什么我们的对接时间总是处在一个不上不下的尴尬地位呢?

我们再来说说神舟二十一号的发射情况,看看为什么我们的飞船在对接时不能比俄罗斯更快。就在10月31日,神舟二十一号成功发射,带着三名航天员前往中国空间站。其中两位是首次出征的航天员,而指令长张陆则是第二次执行任务。按照计划,他们将在轨道上驻留大约6个月,这是目前国际上普遍采用的轮换周期,既能确保任务的连续性,又能避免航天员在太空待得太久,影响健康。

不过,大家最关心的还是那个问题:为什么我们不能像俄罗斯一样,3个小时就完成对接?

其实,我们早就实现了“更快”。先说个冷知识:中国不是做不到更快,而是选择了“慢一点”。早在2022年,天舟五号货运飞船执行任务时,就曾用2小时完成了与空间站的交会对接,创造了世界纪录。相比之下,俄罗斯的联盟号最快也要3小时20分钟,而美国的龙飞船则需要整整一天。中国的这一纪录明显更快。但这里有个区别:我们创造的纪录是无人货运飞船,而俄罗斯的联盟号可是载人的飞船,这是一个非常大的差异。

那问题来了:既然货运飞船能做到2小时的对接,为什么载人飞船还需要3.5小时?

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答案只有两个字:安全。

载人飞船的安全永远是第一位的。

虽然货运飞船和载人飞船听起来只差两个字,但它们的设计逻辑却完全不同。货运飞船运输的是物资、设备和补给,没有生命在其中,因此可以在一定程度上“拼速度”,哪怕风险稍高一点,仍然可以容忍一定的容错空间。而载人飞船里面坐着的是活生生的航天员,每一个细节都关乎生死,必须确保万无一失。

因此,虽然理论上神舟飞船也能实现2小时的快速对接,但我们选择了更为稳妥的3.5小时对接方案。这个时间相比早期需要两天的对接时间已经快了很多,属于“快速交会对接”的范畴。

那为什么要花3.5小时呢?我们需要看看这3.5小时内飞船所执行的各种动作。首先,地面控制中心需要一步步确认飞船是否到达了合适的停泊点,入轨位置是否精准,飞船的各项工作是否正常,角度、姿态、速度是否与空间站匹配,空间站是否已经做好准备?每一步都像是“过安检”,宁可慢一点,也不能漏掉任何隐患。

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待48小时,整整两天才能与天宫空间站对接。而到了神舟十一号之后,一直到神舟二十号,采用了6.5小时的快速对接技术,相比以前的两天已经大幅缩短。而神舟二十一号的飞船,则采用了超快速对接模式,仅用3.5小时就能完成对接。

那为什么俄罗斯的3小时对接能这么快呢?

俄罗斯的联盟号采用的快速对接技术非常严格,对发射窗口时间要求非常精准,必须在“零窗口”内发射,从发射到对接的时间只需要绕地球两圈,大约3小时20分钟。但这种技术也有弊端,它要求在某一精确的时刻点火,差一秒都可能导致对接失败。整个过程几乎没有冗余时间,一旦某个环节出现问题,就很难补救。

与此不同的是,我们的3.5小时方案更灵活,也更适合载人任务。

再来说说为什么美国的龙飞船要飞28小时才能完成对接。

很多人认为美国的技术最先进,为什么他们的载人龙飞船要飞这么久?其实,真相恰好相反。SpaceX的龙飞船飞行时间长,是因为它注重稳定性,而且其发射场位于佛罗里达,而该地点的轨道倾角与空间站的轨道不完全匹配,因此需要更多时间来调整。

回到最初的问题:为什么神舟二十一号的对接要花3.5小时?

实现快速对接的关键在于尽量减少飞船的飞行圈数。地球一圈大约需要1.5小时,飞行圈数越少,时间就越短。所以,答案是:不是我们做不到更快,而是我们更在乎航天员的安全。

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