七瓜小九九说|神舟12号与空间站分离,为何没有立即返回?原来还有一项重要工作


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9月16日8时56分 , 神舟十二号载人飞船与天宫空间站的天和核心舱成功实施分离 , 这标志着聂海胜、刘伯明和汤洪波三名神舟十二号航天员乘组人员 , 成功完成了驻守天宫空间站3个月的既定任务 , 马上就要踏上返回地球的“旅程” 。
在空间站组合体中工作和生活90天 , 刷新了我国航天员单次太空驻留的时间纪录 。 按理说 , 离开地面这么长时间 , 3名宇航员也已进入到神舟十二号飞船里 , 应该“马不停蹄”进入“降落轨迹” , 穿越大气层返回地面 , 返回祖国的怀抱 , 然而结果并不是这样的 , 飞船与空间站分离后 , 并持续没有降低飞行高度 , 而是先跑到空间站正前方去了 , 这是怎么回事呢?
在神舟十二号载人飞船与天宫空间站分离前 , 3名宇航员在地面指挥控制中心配合下 , 完成了空间站组合体状态设置、实验数据整理下传、留轨物资清理转运等等一系列撤离前的各项工作 。 然后宇航员们便进入到载人飞船中 , 直至与空间站组合体分离 。 分离以后 , 飞船并没有降低飞行轨道高度 , 加速行进到天宫空间站前面2公里处 , 并在较长的时间里保持着2公里的距离 。 从空间站“前置”摄像头拍摄的图像 , 可以看出承载着宇航员的飞船在视野中已经变成了一个很小的微弱亮点 。
之所以神舟十二号没有立即返回 , 原因就是在此次任务即将结束时 , 还需要进行最后一项工作 , 即“径向交会实验” 。 这项实验 , 以前我们在太空中没有开展过 , 这次正好借助神舟十二号即将返回之机 , 来验证我国在这项技术方面的先进性和可靠性 , 从而为一个月多后发射的神舟十三号与天宫空间站对接 , 积累工作经验 。
那么 , 什么是“径向交会”呢?这是一项难度非常高的空间体对接技术 , 通常情况下 , 飞船与空间站的对接 , 采用的往往是直线对接方式 , 航天器的空间位置、运行姿态和飞行参数等都比较好掌控 , 而径向对接则是飞船在空间站的正下方所实施的对接 , 困难程度要比直线对接多好多倍 。
大家在《星际穿越》中 , 库珀驾驶的飞船与爆炸的空间站对接 , 采用的就是径向对接 , 不过电影中的对接更复杂 , 毕竟空间站是处于高速旋转和下坠状态的 。
由于天宫空间站的径向对接接口处在空间站的正下方 , 神舟十二号从正前方 , 需要进行多次姿态和运行轨迹调整 , 比如先降速、抬升轨道、来到空间站后上方、再降低飞行高度、处于空间站后下方、再加速赶上空间站 , 来到空间站的正下方 。
此后 , 为了使飞船与空间站对接 , 需要将两者的对接接口完全“暴露”在一起 , 而空间站本身不能做大的姿态调整 , 因此必须神舟十二号进行多次翻转和偏移 。 当两个接口位置互相垂直可见时 , 飞船必须准确调整飞行速度 , 即水平方向和垂直方向都需要精确 , 在不断地靠近过程中 , 使两个接口越来越达到可以吻合的标准 。
在此过程中 , 能够准确判断两个接口相对位置的精密传感器将发挥重要作用 , 对接的精度必须控制在10厘米以内 , 否则对接就会失败 , 甚至产生更为严重的后果 。 由于这次神舟十二号实施的是“径向对接”的一个实验 , 并不会真正将载人飞船与天宫空间站进行对接 , 当飞船与空间站相距20米左右时 , 保持几分钟的相对静止之后 , 就会远离空间站 , 正式返回地球 。