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                精準繞飛!神舟飛船GNC系統再顯神通

                時間:2023年11月28日 信息來源:本站原創 點擊:662 字體:

                11月28日,中國空間站的第一組全構型工作照發布。這組照片由神舟十六號乘組返回地面前手持高清相機通過飛船繞飛拍攝。神舟十六號載人飛船在制導導航與控制(GNC)系統的自動操控下,首次完成了對全構型空間站的繞飛,為航天員拍下空間站的高清“全身照”提供了有力保障。


                神舟飛船的GNC系統由航天科技集團五院502所研制,被稱為“太空全能舵手”。從飛船發射與火箭分離開始,到與空間站的交會對接,再到飛船從空間站的撤離和返回地球的全過程,都離不開它的掌控。

                在本次繞飛任務中,神舟十六號載人飛船首先從徑向對接口撤離到距離空間站一定距離,然后開始繞飛。整個繞飛過程是從徑向到前向,再到上方,最后繞到空間站后方時開始執行標準返回流程。在這個過程中,飛船繞到空間站上方時要進行飛行姿態調整,使舷窗對著空間站的方向,方便航天員為空間站拍攝“全身照”。


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                這不是我國第一次執行航天器繞飛任務。

                2013年6月25日,神舟十號載人飛船與天宮一號組合體成功分離,飛船從天宮一號目標飛行器上方繞飛至其后方,并完成近距離交會,這是我國首次航天器繞飛交會試驗,目的是驗證航天器繞飛及多方位交會技術,為空間站工程建設積累經驗。

                2021年9月16日,神舟十二號載人飛船撤離后,與空間站組合體完成繞飛及徑向交會試驗,成功驗證了徑向交會技術。

                雖然神舟飛船之前在軌開展過多次繞飛試驗,但神舟十六號載人飛船的繞飛依然存在新的挑戰:

                一是相對位置測量不連續


                這是空間站建成之后,首次對全尺寸構型空間站的繞飛,前向有載人飛船停泊,后向有貨運飛船下錨,結構上的遮擋使得飛船和空間站相對位置測量變得不是連續可見,給本次繞飛任務帶來更大挑戰。


                二是動作更復雜


                相對于神舟十號載人飛船“平移”式繞飛和神舟十二號載人飛船繞飛過程中水平轉體180度,神舟十六號載人飛船的動作要復雜得多。為了能讓舷窗對著地球,飛船需要在繞飛過程中完成大幅度的滾動動作,頭部還要稍微低一些,過程中在兼顧特殊姿態下中繼天線與中繼衛星的鏈路鏈接,確保地面能夠監視和干預的同時,要控得準、控得穩。


                三是距離更近


                此次繞飛過程中,飛船距離空間站只有數百米,加上空間站尺寸較大,就像飛機在群山之巔的超低空飛行,具有一定的難度。


                研制人員為神舟十六號載人飛船的繞飛進行了多種方案分析,精心設計了兼顧拍照可見性和飛行安全性的飛行軌跡,同時制定了各種異常情況下的處置預案,并在任務執行前對方案、算法等進行了復核復算,成功“解鎖”飛船GNC系統的新技能,有力保障航天員拍下這組空間站和地球的完美合影。




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