天宫启程之太空之吻
2012-01-23郭奇花
物理通报 2012年9期
郭奇花
(北京市延庆一中 北京 102100)
天宫一号于2011年9月29日21:16:03发射成功,标志着我国的航天事业上了一个新的台阶.
天宫一号的发射,与前几次发射神舟号宇宙飞船类似,先由长征二号FT1火箭运载,然后与火箭脱落,经两次变轨进入高度约为350 km的近圆轨道进行在轨测试.它的最大特点是:神八发射前,天宫一号降轨至高度约343 km的近圆轨道进行“太空之吻”,即等待交会对接.
交会对接是两个过程,交会是指两个航天器靠近的过程.相当于两个人的约会;对接是指它们“相会”后,通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体,相当于太空之吻.但它们的表现行为不同,一个是主动的,另一个是被动的.被动的航天器称为“目标航天器”,如“天宫一号”,它被首先发射到太空,之后一直处于自己的运行轨道,它的任务是等待另一个航天器与它“相会”. 另一个是主动航天器,也称为“追踪航天器”,如后续发射的“神舟”八号、“神舟”九号飞船.
要使对接顺利完成,两个航天器的轴线必须在同一条直线上,并且相对速度要接近零.因为两个航天器的实际飞行速度都非常大.设其轨道运行速度为v,则根据万有引力定律可得
GM=gR2
得
v≈7.79×103m/s=28 040 km/h
所以对接难度非常大,两个航天器轨道的控制必须相当的精准,航天器相撞时的横向偏差不能超过0.1 m.
为了使两个航天器在同一轨道对接,不能像地面上的相遇问题一样,将二者先发射到同一个轨道,然后飞船去追天宫一号,因为一旦加速,原来轨……
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