航天器交会对接,指的是两个航天器(宇宙飞船、航天飞机、空间站组件等)在太空轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。也就是两个航天器合二为一,然后一起在太空轨道上飞行。太空交会对接是实现空间站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的太空装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的首要条件。

　　交会对接过程分为地面导引、自动寻的、最后接近和停靠、对接合拢4个阶段。

　　在导引阶段,追踪航天器在地面控制中心的操纵下,经过若干次变轨机动,进入到追踪航天器上的敏感器能捕获目标航天器的范围。这范围一般为15～100千米。

　　在自动寻的阶段,追踪航天器根据自身的微波和激光敏感器测得的与目标航天器的相对运动参数,自动引导到目标航天器附近的初始瞄准点。这时,追踪航天器距目标航天器不超过0.5～1千米,由此开始最后接近和停靠。

　　追踪航天器首先要捕获目标的对接轴,当对接轴线不沿轨道飞行方向时,要求追踪航天器在轨道平面外进行绕飞机动,以进入对接走廊,此时两个航天器之间的距离约100米,相对速度约1～3米/秒。追踪航天器携带由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统,借此,追踪航天器能精确测量两个航天器的距离、相对速度和姿态,同时启动小发动机进行机动,使之沿对接走廊向目标最后逼近。

　　在对接合拢前,追踪航天器关闭发动机,以0.15～0.18米/秒的停靠速度与目标相撞。相撞瞬间,即利用栓-锥或异体同构周边对接装置的抓手、缓冲器、传力机构和锁紧机构使两个航天器在结构上实现硬连接,完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。这里要注意的是,目标航天器处在相同的太空轨道中,飞得很快,所以对接技术要求很高,两个航天器轨道的控制相当的精准。当然,相撞时不一定绝对精准吻合,它允许有一定的横向偏差,偏差一般不超过0.1米。然后两航天器在结构上连成一个整体,继续绕轨道一起飞行。

　　交会对接,要求两个航天器能紧密地连成一个整体,彼此对接相通。不单人要能在两边来回走动,还要电、气、液体线路、管道都能对接相通。我们不妨再引用一下空间技术专家、神舟飞船总设计师戚发轫更形象的解释:交会对接,“首先能够交会,交会的差不多了就对接,靠什么对接呢?靠后边往上撞,对接以后的话两个就连起来了,不是连起来就完了,还要密封,而且两者间还要有一个通道,人能过去。这两个东西都是密封的连接在一块,所以挺复杂的。连通了以后还要把电、气、液体都要连接起来,以后总不能一桶一桶地往里送,管道连起来就送过去了。所以交会对接要能连在一起,而且是密封的,而且还要通电、通气、通液体,要对接起来,使两个东西变成一个东西。”

　　上面说的是过程。完成同样的过程可以有不同的方式。根据航天员介入的程度和智能控制水平,交会对接飞行操作可分为手控、遥控和自主3种方式。

　　下面再简单介绍一下航天史上几次重要的交会对接。

　　1965年12月15日,美国“双子星座6”号和“双子星座7”号飞船在航天员参与下,实现了世界上第一次有人太空对接交会。

　　1968年10月26日,苏联“联盟”2号和3号飞船实现了太空的自动交会。1975年7月17日,美国“阿波罗”号和苏联“联盟”号飞船完成了联合飞行,实现了从两个不同发射场发射的航天器的交会对接。

　　1987年2月8日,苏联“联盟-TM2”号飞船,与在轨道上运行的“和平”号空间站实现了自动对接。

　　1995年6月29日,美国航天飞机“阿特兰蒂斯”号顺利地与太空运行的俄罗斯“和平”号空间站对接成功。这次对接与20年前美、苏联飞船对接相比,规模大、时间长,而且合作的项目多,很大程度上促进了国际空间站的建立,推动了航天技术的发展。

　　1998年12月6日,“团结”号节点舱由美国“奋进”号航天飞机送入轨道后,成功地与国际空间站的第一个组件“曙光”号多功能货舱对接,这是国际空间站装配阶段的第一次交会对接。

　　交会对接技术,也是中国载人航天工程的第二步核心技术。已经亮相且将要发射的天宫一号就是目标航天器,神八、神九、神十都是追踪航天器,它们将先后与天宫一号进行交会对接。