前向交会对接飞行试验验证方案分析

黄海兵 李九人 徐小平

（1国防科学技术大学航天与材料工程学院 2中国空间技术研究院）

1 引言

空间站由于长期在轨运行，需要间歇性地进行乘员轮换[1]和消耗品补给。在空间站阶段，除了货运飞船的后向对接外，还有载人飞船和实验舱段的前向对接[2]。在空间实验室任务中，载人飞船和货运飞船均采用后向对接方案，为了在空间实验室任务期间开展前向对接试验验证，完全掌握交会对接技术，有必要对前向交会对接试验验证开展飞行方案分析。

本文是在现有交会对接方案的基础上，对在空间实验室任务中开展前向交会对接试验验证的飞行方案进行了专题分析，给出了可能的飞行方案和初步分析结果。

2 绕飞方案

2.1 方案设想

联盟飞船在近距离导引段的末段，由于预计的对接口指向可能与当前的逼近方向不一致。为了对准目标航天器对接轴，飞船需要在距目标航天器400m～200m 的距离上进行绕飞[3]，转移到+V-bar、-V-bar、R-bar上的对接口或惯性对接口所需要的逼近线上（图1）。绕飞一般采用二冲量转移，根据对接轴方向的不同，其冲量可能具有径向和轨道平面外的分量。而径向与轨道平面外转移都是周期运动，在一个轨道周期后仍会回到出发点。

结合交会对接方案，在开展空间实验室的前向对接飞行试验时，飞船绕飞前空间实验室仍采取前向对接口朝后的倒飞模式，首先通过地面导引段和寻的段，将飞船导引至空间实验室正后方5km处，如考虑接近段，可继续导引至空间实验室正后方在400m处，根据飞船绕飞的起点和终点的不同，飞船从后方绕飞至前方的飞行方案主要包括以下四种：方案a，从正后方5km绕飞到正前方400m；……