「天神合一」從對接開始：空間對接裝置可謂居功至偉

（專家：魯暘筱懿，行星物理博士，中國天文學會會員，主要研究方向為行星物理學和月球科學，本文來自科普中國頭條推送）

已完成對接的兩航天器「自拍」像

此刻，在距離地球393千米高度軌道上，已完成「天神合一」的天宮二號空間實驗室與神舟十一號載人飛船組合體正以2萬8千千米時速飛行。兩個相對速度由每秒7800米降至0.2米的空間飛行器在經過相隔5000米、400米、120米和30米四個停泊檢查節點後，利用微波、激光等多種對接指引技術，最終實現中國又一次空間自動交會對接。一系列的空間探索任務由完美的對接開始……

將兩個重達八噸、以高速飛行的金屬艙體在「悄無聲息」間「撮合」到一起，空間對接機構裝置可謂居功至偉。如同地面上兩列高鐵列車進行編組一樣，其中一個對接體會選擇合適姿態來靜靜等待另一對接體的到來；不同的是，空間對接時，兩個對接體在選擇較小相對速度的同時，各自還將保持宇宙空間內的高速運動。空間對接機構的作用就是將兩個艙體最終緊緊鉤鎖在一起。

天宮二號對接機構圖

這類空間對接機構主要分為：桿-錐式對接機構和周邊式對接機構。桿-錐式對接機構的優點是結構簡單、自身質量和外形較小。缺點則是通道狹小，不能為航天員提供進出通道，且每個部分功能不能互換。為了能使航天員和貨物方便的直接通過對接後形成的通道進出對接航天器系統，蘇聯和美國於1975年共同研發了導向瓣外翻的周邊式對接機構，並在此後相繼研發了改進型號APAS-89和APAS-95，以應對越來越重、越來越大的太空梭、貨運飛船及載人飛船與空間站對接的問題。

周邊式對接機構由均勻分布在捕獲環上的三個導向瓣和捕捉鎖實現捕獲，再用一套傳動機構實現拉緊。剛性連接方式與桿-錐式對接機構類似，但在對接機構中間留出了一個通道。航天員與空間站貨物正是通過這個「生命通道」往來於空間站與運輸飛船。目前中國航天器採用的周邊式對接機構是由中國人自主研發並生產的。

APAS－89型對接機構結構圖

對接機構裝置如同不同電器間實現互通的轉換介面一樣，為能源和信息的交流提供保障。明年我國將首次發射天舟貨運飛船，實現對天宮實驗室進行燃料和物資的補給試驗。誠然，對接機構裝置對於大型空間站以及深空探測活動同樣作用重大。不同航天組織間也需要利用統一的對接裝置完成航天器的對接任務。

對接機構裝置將運輸飛船和空間站緊密聯繫在一起，還將使在深空探測旅程中的不同航天器的交會過程變得簡單。可以設想，在月球表面行駛的載人月球車與月球基地艙室順利對接的場景；在我們去往火星的旅程中，隨即趕上的運輸飛船為我們送來急需給養；亦或是與圍繞木星飛行，等候我們多時的探測飛船對接的那一剎的激悅心情，這一切無不是建立在航天基礎技術之上。未來幫助人類實現深空探測夢想的可能是建立在不同標準之上的對接技術，然亦可謂「殊途同歸」。

編輯：紀阿黎

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