汽車可以變道,火車可以掉頭,飛機可以返航,但是你知道嗎,載人飛船在太空中同樣有自己的軌道,而且也需要在太空中變軌。

飛船在入軌後想要變軌,首先要確定其不同軌道的數目。當飛船發射入軌後,首先會運作在一橢圓軌道上,即初始軌道;運作若干圈後,在遠地點進行變軌,進入一圓軌道,即運作軌道;飛船返回艙制動返回後,留軌艙經過兩次變軌,進入一個更高的軌道,即留軌軌道。

載人飛船在變軌時,飛船上的發動機“各司其職”。載人飛船每個艙段都裝有發動機,有切向裝的,也有側向裝的。其中切向裝的發動機主要用於控制飛船的姿態,一旦飛船出現滾動,兩個反向的姿態控制發動機就會啟動,從而形成一個“力偶”。這種大小相等、方向相反、不共線的兩個平行力組成的系統,可以幫助飛船進行姿態調整。

其實,這些發動機都是通過載人飛船的軌道控制系統(GNC系統)進行工作的。為了避免因同一通道主、備份發動機均發生故障而導致姿態失控,GNC系統特地採用了大、小姿態控制發動機聯合工作的方式,即使大(小)姿態控制發動機不能工作,靠小(大)姿態發動機仍可控制姿態。另外,返回艙僅滾動通道姿態發動機有冗余,只用其中的一路可靠性低,兩路同時使用,會導致推進劑裝填量不夠用。而GNC系統採用主、備發動機交替工作模式,解決了這一問題,提高了返回艙控制的可靠性。

目前,我國已經研發出了軌道艙姿態軌道控制系統,這是我國第一個一般傾斜軌道上的長壽命衛星控制平臺,具有多種控制模式。除此之外,我國還自主研發了偏航機動技術,這種技術目前已經成為了軌道艙在軌飛行的一種正常工作模式。

本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。