保障交会对接的可靠性和高精度
发布日期:2015-10-30 字体【

过去发生过的多次交会对接故障,给我们留下了深刻的反思和经验教训,如何保障交会对接的成功实施,需注意以下几方面:

进行充分的地面试验是交会对接成功的关键

在已发生过的交会对接故障与事故中,相当部分是交会对接系统故障造成的,例如自动交会对接系统失灵、对接机构故障等。特别是在早期的飞行中,故障率非常高,例如联盟-3、8、10飞船等都出现过对接故障。从1960~1990年苏联载人航天飞行中,共发生影响飞行任务的重大故障33次,其中空间交会对接故障8次,占总数的24.2%。空间交会对接发生故障与事故的原因除了对空间环境认识不足和交会对接技术不成熟之外,就是空间交会对接系统缺乏有效的地面试验,不能对系统进行充分的考核。为了吸取失败的教训,苏联在改进交会对接系统的同时,也在不断地建立与完善地面试验手段。例如,为了准备1975年联盟-19飞船与阿波罗-18飞船的交会对接,苏联研制了大型悬挂式对接机构试验设备;在参观了美国的对接机构实验室后,又于1989年建成了对接机构的六自由度综合试验台,从而拥有了先进的地面试验手段。

系统具有一定的处理故障冗余能力是提高交会对接可靠性的基础

航天器的空间交会对接过程涉及载人航天的各大系统,特别是飞船。苏联为增加有效载荷的重量,自联盟-12飞船开始,取消了其上装有的太阳能电池阵。虽然依靠蓄电池可以提供飞船上升和返回必需的电能,但是,此时飞船仅可独立飞行2.5天。一旦发生意外,就无法挽救。而且,联盟号飞船的姿控发动机和主发动机使用不同的推进剂,当姿控发动机推进剂不足时,无法利用主发动机的剩余推进剂。例如,联盟-15、23和25飞船,在交会对接系统发生故障时,由于自身的电力和姿控发动机推进剂的限制,地面控制中心没有时间研究故障排除的措施,航天员也无法手动控制交会对接,飞船只能返回。而且联盟-23飞船还因电力即将耗尽,在明知着陆场有暴风雪的情况下,别无选择地降落在田吉斯湖里。

苏联为后来的“联盟T”型飞船恢复了安装太阳能电池阵,以增加飞船自主运行的时间以应付各种意外的发生,同时飞船与空间站对接后,飞船的太阳能电池阵还可以向空间站供电。而且,“联盟T”型飞船的主发动机和姿控发动机使用了相同的推进剂,从而提高了系统的可靠性。

对航天员进行严格的训练是保证交会对接成功的有效措施

航天员的素质、技能和经验是非常重要的,要提高其素质和技术必须进行严格的训练。航天员缺乏训练,就不能应付交会对接出现的突发事件。以前航天员没有进行过空间交会对接的训练,致使交会对接失败。例如,联盟-23飞船的航天员没有经过手动控制交会对接的训练,造成在空间交会对接过程中出现的故障无法排除。而航天员经过专门的交会对接训练后,其状况就大有改观。为了与发生严重故障几乎被放弃的礼炮-7空间站对接,苏联对联盟T-13飞船的航天员进行了专门训练,在空间站失控并低速滚动的情况下,实现了飞船与空间站的对接,并挽救了空间站。1989年,为了排除和平号空间站核心舱和晶体号舱对接故障,在天-地大系统的密切配合下,也是经航天员积极工作才排除异物的。所以,针对空间交会对接中可能出现的各种故障与事故,对航天员进行严格的训练,提高其心理素质和技术技能是非常重要的。



信息来源:中国载人航天工程网
(责任编辑:王楠
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