在轨道上飞行的飞船是怎么控制自己的姿态的?又是如何返回?

花卉        2019-10-07   来源:豆豆君大世界

没有空气是太空的一个非常大的优势,因此才可以在无动力的太空中飞行,理论上甚至可以永远都保持这样的姿态,当然实际还是会受到太阳风、引力波动以及稀薄大气等的阻力,会逐渐掉落高度,但这和在大气层中飞行是完全不同的两个概念,比如执行一个几天的任务的话,近地轨道的飞行器基本可以忽略空气阻力的影响,因为短期影响并不明显!但问题也随之而来,比如我们在飞机上常见的机翼、尾翼等统统都没有了,那么飞船是怎么调转方向和减速的呢?

在轨道上飞行的飞船是怎么控制自己的姿态的?又是如何返回?

谁说没有机翼呢?这个大大的机翼不是啊?还真不是,因为这个是飞船的太阳能电池,毕竟近地轨道上没有电源,只好自个带一对太阳能电池板了,还有更多的,比如国际空间站!

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在国际空间站上就看出来了吧,这些横七竖八的“机翼”肯定不是起升力作用的,否则气动作用不是相互打架了嘛!

绕了个大圈子,下面我们简单说说太空中的飞船是怎么飞行的!为什么没有动力能够保持在轨道上?

在轨道上飞行的飞船是怎么控制自己的姿态的?又是如何返回?

太空中极其稀薄的大气下只要考虑离心力和引力的作用即可,当飞行器环绕地球的速度足够高,产生的离心就能和地球对它的引力相等,那么它将在这个轨道上一直运行下去,而在400KM的国际空间站轨道上,这个速度大约是6.9KM-7KM的样子!

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而飞行器变轨则只能有变轨用的姿态发动机来控制了,一般在飞船外部都能看到一些小型的发动机,而这些主要就起这个作用!(一般飞船调姿会用姿态发动机,而望远镜以及其他需要精确调整位置的一般是动量轮)

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这是阿波罗登月飞船在服务舱外部的姿态发动机,一般都有四组甚至更多!

需要返回和减速时候则用姿态发动机掉头,然后启动主发动机减速进入返回轨道,比如下图:

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比如嫦娥四号进入月球轨道时就是先调转位置,屁股超前启动发动机进行减速,同时姿态发动机随时调整可能出现的飞船姿态变化,否则方向搞错,就有可能减速入轨失败,掉入茫茫宇宙!

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嫦娥四号月面登陆时也是一样,因为月面也没有大气无法进行气动面操作,所以只能动力全程控制!

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如果是回地球的话,还有重返大气层这个阶段,大气层到高超音速激波现象会导致高热,副产品是黑障,会屏蔽所有电磁信号......这个过程大约也就4-6分钟!

在轨道上飞行的飞船是怎么控制自己的姿态的?又是如何返回?

因此降落有大气层的行星比没有大气层的行星要更难一些!

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最后安全落地,可以回家了哈.......