中美俄飞船对接速度断崖差距:俄仅3小时,美28小时,神十九多少

慕容子归鸿 2024-11-10 05:36:53

你知道吗?现在全球只有三个国家具备载人航天的能力。

是不是很意外,因为对于我国来说,载人航天可不算什么重大新闻,毕竟每年咱们都要发射载人飞船,去到中国空间站执行科学任务。

但是就是这个对于我国来说司空见惯的事情,对于外国来说,却是可望而不可即的事情。

这也证明我国在航天科技领域,实在是太先进了。

那么光说咱们航天技术先进,那你知道我国的航天技术到底先进到什么程度吗?

今天我们就聊聊载人航天的关键技术,太空对接。

太空对接技术

太空对接技术,是航天领域最关键的技术之一。

因为在掌握这项技术之前,人类的航天器,是没办法长期驻留在太空的。

原因很简单。

比如2003年杨利伟首次进行载人航天任务的时候,我们的飞船只能通过火箭飞上太空,绕行地球21个多小时,就匆匆返回。

为什么只能飞行这么短的时间呢?

原因是当时,我们没办法在太空建立巨大的空间站,宇航员是没有足够的空间维持长时间的太空生活的。

众所周知,所谓的空间站,就是长期停留在太空的飞行器,不管是航天员还是补给物资,还是科学仪器,都是要依靠一艘艘飞船,从地面一趟趟的运输到太空中的。

这个过程,就需要用到两个完全不同的航天器,在太空高速运行的背景下,交会对接的技术。

想想看,我们就知道这个技术的难度非常之高了。

因为,想要让飞行器能够保持在太空轨道不被地球引力给拉向地面,就需要飞船保持最少7.8公里/秒的飞行速度。

这个速度是什么概念?

我们以高铁举例,我国的高铁最高的运行时速是350公里,这是高铁在一小时内能跑出的最远距离;

但是对于在轨的航天器来说,跑完350公里的距离只需要大约45秒;

例如北京到广州距离有2100多公里,即使是高铁,在全程不停车的情况下,想要跑完这段距离也需要6个小时,但是如果是在轨航天器,只需要短短的5分钟。

由此可见,航天器在空中飞行的速度是非常快的。

如此高速的背景下,想要两个航天器能够靠近,并且还能对接,这个难度之高可以说是非常恐怖的。

一般而言,为了能够让两个航天器成功对接,至少需要以下几个步骤。

一是要让飞船飞行到与空间站同样的轨道上去。

也就是说,我们需要火箭把航天飞船发射到跟空间站同样的轨道高度。

第二,要让两个航天器能够靠近。

也就是说,需要在特定的时间窗口,按照特定的飞行轨道发射飞船,只有这样,才能让飞船在广袤的太空中,找到空间站的位置。

比如在最早的和平号空间站时代,俄罗斯的飞船在进入太空之后,要运行整整34圈才能追上空间站,然后才会开始交会对接任务。

第三,是要让两个航天器的速度保持基本一致。

众所周知,如果两个物体的速度差距太大,要么距离越来越远,要么就是追尾。

我们在日常开车的过程中感受是最明显的。

如果我们的开的慢一点,前方的车会越来越远,直到看不见,这样就不可能交会对接了。

同样的,如果我们为了能够追上前车,而拼命踩油门,虽然我们能够快速的追近,但也会出现追尾,造成事故。

对于航天器来说,也是一样的。

在交会对接之前,要保持两者的速度基本一致,这样,相对于另一个航天器,两者才是相对静止的状态。

最后,是要有可靠的对接系统。

我们知道,宇宙中是真空的环境,并且,宇宙的温度极端接近于绝对0度,也就是零下273.15度,这样严酷的环境,是完全不可能让人类生存的。

因此,宇航员的所有防护都是基于飞船或者航天器的。

但是交会对接本身就是要打开两个航天器的通道,如果交会对接的系统不可靠,出现了漏气之类的问题,那么一旦打开通道,航天器会快速释压,这会给航天员的生命安全造成严重威胁。

事实上,在上世纪前苏联发射礼炮一号空间站的时候,就出现过返回舱事故,导致三名宇航员失去了生命。

因此,对接技术不但困难,而且对可靠性的要求也非常高。

中美俄三国的太空对接技术是什么样的水平?

截至目前,人类仅有中国,美国和俄罗斯三国掌握了太空对接技术。

而且,也确确实实只有中美俄三国能够独立的掌握载人航天技术。

尽管国际空间站是11个国家合作运营的空间站,但是真正的核心技术还是掌握在美俄两国的手中。

那么目前三国之间的太空对接能力究竟是怎样的呢?我们不妨一个个看下。

首先是美国,说起美国,很多人都觉得美国拥有全球最先进的航天技术。

确实,从历史的角度来说,美国在航天领域确实是领先者。

毕竟截至目前,美国是唯一一个把人类送上月球的国家,这是人类首次登上地外行星。

但是就太空对接技术来说,美国的优势就谈不上了。

此前一条新闻霸榜了热门榜单,那就是美国宇航员滞留在国际空间站。

为什么会发生这样的意外呢?

就是因为美国的太空返回舱出现了故障。

事实上最早的时候,美国人是依靠航天飞机来实现载人航天的,但是挑战者号失事以后,美国的载人航天就几乎没有任何进步了。

到了2011年随着航天飞机项目的终止,美国甚至失去了载人航天的能力。

很长时间里,美国都只能依靠俄罗斯的飞船向太空派出宇航员。

直到2020年,美国才制造出SpaceX龙飞船,这才标志着美国恢复了载人航天的能力。

但美国飞船在技术上并不先进,因为历史上采用飞船模式实现载人航天的国家是俄罗斯和中国,美国人对此并不擅长。

因此,想要龙飞船与国际空间站完成对接,需要28个小时才能完成。

虽然龙飞船能够实现往返飞行,但是美国的宇航员也只能搭乘明年的计划才能回来。

由此可见,美国的对接技术还是有很长的道路要走。

从这个角度说,美国已经落后了。

再看看俄罗斯。

俄罗斯在太空对接技术上经验最为丰富。

在和平号空间站时期,想要完成一次对接,需要宇宙飞船绕地球飞行34圈,才能完成对接工作。

但是2013年之后,俄罗斯大大提升了太空对接的技术能力,绕地球飞行的圈数从34圈减少到14圈,进一步减少到4圈。

因此,大部分时间,俄罗斯的飞船仅需要6小时左右就能够完成对接任务,实现与国际空间站的交会对接。

而且,目前俄罗斯的效率还在进一步的提高,最快在3小时就能完成任务,也就是说飞船发射之后仅仅需要绕地球飞行两圈,就可以完成对接。

由此可见,俄罗斯在航天技术上真的是技术力量雄厚呀。

那么我国目前是什么水平呢?

事实上,中国的航天技术起步最晚,底子最薄,相较于美俄来说,应该是后来者。

但是我国的技术发展速度非常快。

目前,我国不但拥有了完全独立运营的中国空间站,而且我国的太空对接技术也不逊色于俄罗斯了。

从神舟十二号之后,我国的交会对接任务就稳定在6.5小时,也就是说,我国也可以在飞船绕行地球4圈左右的时间里完成对接任务。

虽然相较于俄罗斯的三小时还有一定的差距,但日常发射中,我国的效率已经不逊色于俄罗斯。

当然,从更长远的角度看,我国已经把载人登月和火星探测任务提上日程,这意味着,未来我国在航天领域会拥有越来越多的筹码,届时,我国成为全球第一的航天大国指日可待。

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