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怼歪70度!神舟十三号对接空间站时,几乎把它顶直立了,咋回事

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科普大世界 2021-10-18 14:26

我国载人航天已进入神舟十三号飞行任务的时期,10月16日0时23分,长征二号F遥13火箭将神舟十三号载人飞船和翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空,582秒之后飞船进入轨道,6点56分飞船成功与中国天宫空间站实现自动交会对接,9点58分三名航天员进入了空间。但是在神舟十三号载人飞船与空间站对接的时候,看直播的观众朋友发现原本水平飞行的我国空间站,在对接之后几乎站立了起来,这是怎么回事呢?难道是被神舟十三号飞船怼歪了吗?

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还真是这样!神舟十三号飞船对接空间站的撞击力,将空间站怼得翻转了七十多度,几乎要呈垂直的直立状态。那么两者的撞击力居然有那么大吗?要知道现在我国空间站的天和号核心舱与天舟二号、天舟三号货运飞船总质量达到了近50吨,怎么能轻易就被撞得几乎要直立起来呢?

实际上原因并不复杂,首先这是因为这件事是发生在太空中,是在微重力环境下,如果一个人站在一个不动的支点上使劲去推空间站的一端,也能把50吨重的空间站推得直立起来,但是在地面上由于重力作用,人是不可能把50吨重的空间站的一端抬起来的。

大家可能还记得今年7月份中车青岛四方机车下线的时速600公里的磁悬浮列车,这种列车的车头或一节车厢的重量至少几十吨,但是它在轨道上悬浮的时候,一个人用手一推就能把它推走,就是因为车辆不再受摩擦力影响,而如果车厢没有悬浮在轨道上,而是平放在上面,一个人无论如何是推不动的。

这个道理实际上和神舟十三号对接空间站时的道理一样,在太空中移动空间站不会受到来自别的事物的摩擦力的阻碍,而神舟十三号载人飞船本身质量就高达8吨,它在和空间站节点舱对接口对接的时候,本身就需要有一个冲击的力量才能将某些部件连接到一起,这个冲击的力量当然要比我们用手使劲推的力量更大,如果空间站不给飞船一个反向的力进行抵消,那么空间站必然会被怼得改变状态。

实际上在飞船撞击了空间站之后,空间站不只是旋转了超过70度,它本身还会部分偏离原有的轨道,也就是说撞击力不但将空间站怼得拐弯,并且还抬了起来,只是由于太空中没有参照物,所以看不出来罢了。

而空间站之所以呈现70度的反转,也是因为空间站整体的重心在较粗的舱段部位,那里本就是空间站质量最大的地方,而且那一端还有刚发射上去的天舟三号货运飞船,其总质量达13.5吨,而另一端的天舟二号货运飞船中的货物已经被拿出来很多了,所以重量不如天舟三号,由于重心在大舱段部位,那么神舟十三号飞船对接空间站组合体比较轻的一端时,撞击力当然会将对接部位的一端怼得出现一定角度的翻转。

实际上在对接之后,空间站上的调姿发动机还是启动了的,将飞船带来的撞击力进行了反向推动进行化解,要不然空间站的姿态就不会是转向70多度了,应该是被怼得呈反转状态,而且会由于惯性一直旋转下去。但调姿发动机启动之后,反推力在几分钟内就化解了飞船的撞击力,所以在两者对接之后空间站又迅速复位了。

这种现象在航天活动中并不罕见,神舟十三号这次与空间站是径向对接,或者说垂直对接,这也是我国载人航天工程中首次实施这样的对接,之前都是轴向对接,也就是水平位置的对接,不可能会出现这种现象,所以出现这样的情况实属正常。

↑神舟13号径向对接空间站

↑天舟三号轴向对接天和号核心舱

其实质量更大的国际空间站与载人或者货运飞船径向对接时,也会出现这样的情况,而且情况会更夸张,比如就在前不久的10月5日,俄罗斯联盟MS-19飞船带着宇航员安东·什卡普列罗夫、女演员尤利娅·佩列西利德和导演克利姆·希片科将前往太空时,飞船与空间站的对接就出现了“用力过猛”的现象,将整个国际空间站怼得转了540度,或者说把国际空间站顶得转了一圈半,这说明俄联盟飞船对接时撞力更大,怼得更猛。据说国际空间站内部里面的宇航员们都吓了一跳,撞击还触发了国际空间站内部的紧急撤离反应,地面控制中心知道情况后立即启动了调姿发动机,才将国际空间站复位。

↑俄罗斯女演员尤利娅·佩列西利德进入国际空间站

俄罗斯联盟飞船对接国际空间站时,撞击如此猛烈,原因可能是意外,但也很可能和联盟飞船的快速对接有关,如今联盟飞船发射到对接只需要三个多小时,比我国神舟飞船和我国空间站对接的时间几乎快了一倍,所以其对接时的减速或许不到位,也或者是对接时撞击的力量过大导致的。

要知道国际空间站的质量重达420吨,比我国空间站目前的重量几乎大了10倍,如果是这样的撞击发生在我国空间站上,会导致对接后两者急速旋转起来,对整体结构和内部设备都有可能造成损害,这样一比较,应该说我国的航天器对接技术更稳妥和先进呀。

参考资料:

《央视新闻》10月16日文章《神舟十三号飞船成功对接空间站》

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责任编辑:舒雨心_NBJS15977
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