载人飞船如何在太空中实现变轨
冷知识
2025-04-05 15:23:13
汽车可以变换车道，火车可以掉头，飞机可以返回。但是你知道吗，载人航天器在太空中也有自己的轨道，它们也需要改变太空中的轨道。
航天器进入轨道后，首先在椭圆轨道上运行，即初始轨道运行几个周期后，在远地点改变轨道，进入圆轨道，即航天器制动返回轨道后，轨道保持模块在两次轨道改变后进入更高的轨道，即，轨道保持轨道。
载人航天器的每个舱都装有发动机，包括切向和侧向发动机。切向安装的发动机主要用于控制航天器的姿态。一旦航天器滚转，两个反向姿态控制发动机将开始形成一个“耦合”。该系统由两个大小相等、方向相反、非共线的平行力组成，可以帮助航天器调整姿态。事实上，这些发动机通过载人航天器的轨道控制系统（GNC系统）工作。为了避免主、备用发动机在同一通道内故障导致姿态失控，GNC系统特别采用了大、小姿态控制发动机联合运行的方式。即使大（小）姿态控制引擎无法工作，姿态仍然可以由小（大）姿态引擎控制。此外，只有返回舱中的滚动通道姿态发动机具有冗余。仅使用其中一种的可靠性较低，同时使用两种会导致推进剂装载不足。GNC系统采用主备发动机交替工作模式，解决了这一问题，提高了返回舱控制的可靠性。
目前，中国已研制出轨道模块姿态与轨道控制系统，这是中国第一个在一般倾斜轨道上使用的长寿命卫星控制平台，具有多种控制模式。此外，中国还自主研发了偏航机动技术，已成为轨道舱在轨飞行的正常工作模式。