外太空執行任務的太空飛行器通過什麼技術手段導航定位

時間 2021-10-14 23:08:56

1樓:專注cba的鋒仔

到外空執行任務的太空飛行器在去完成預定的飛行任務以及完成後,需將航天員、膠片、生物試樣、月球或行星土壤樣品等送回地面。所以在往返過程中,必不可少的東西之一就是導航定位。

人類依賴天體、日、月、星辰作為導航的依據已有數千年歷史。中國最早發明指南針,這是人類第乙個導航工具,後來產生了羅盤,世界上第乙個羅盤出現距今大約700年。發展至今,科技日新月異。

太空飛行器導航已經步入乙個又乙個新的里程碑。

(1)確定當時的太空飛行器在軌道上的位置和速度;(2)計算未來的太空飛行器軌道和著陸點,以及所需機動的初始條件。

在地球軌道上,距離測量可使用gnss、都卜勒無線電定軌定位系統(doppler obitography radiopositioning integrated by satellite,doris)、雷達跟蹤以 及衛星雷射測距(satellite laser ranging,slr),其中衛星雷射測距使用地球上的 雷射器和基於衛星的反射器來實現距離測量。

截至目前,在眾多的空間任務中,人們廣泛依賴地面導航方式進行絕對定位、雷達測距方法和光學跟蹤方法均是被較多使用的地面導航方法。人們常用的第二種地面導航方法可稱作光學跟蹤方法。基於光學跟蹤測量的太空飛行器導航方式與雷達跟蹤測量方式類似,光學跟蹤測量方法主要是通過可見光反射到太空飛行器上來確定太空飛行器的方位

(1) 在太空飛行器地面控制行期間,可採用無線電測距和甚長基線測量法測速。太空飛行器可以採用慣性測量裝置、空間六分儀和光學星圖表,使航天員時刻都能知道自己的飛行狀態。

(2) 載人飛行器在軌道對接時,要進行機動飛行,時刻調整偏差,這時主要採用無線電測距和航天員目視跟蹤。

(3) 太空飛行器在降落期間可以釆用雷達測距和都卜勒測速。太空飛行器向地面降落時還可以採用著陸輔助裝置。

總之,在眾多的空間任務中,人們廣泛依賴地面導航方式進行絕對定位、雷達測距方法和光學跟蹤方法均是被較多使用的地面導航方法。

2樓:匿名使用者

第乙個是基於太陽和行星的天文自主導航

第二種是基於小行星或行星衛星的自主導航。

就是這些內容。

3樓:探索宇宙迷

我們的目標,是星辰大海!太空飛行器在太空中是如何精確導航的?

太空飛行器在太空中是如何導航的?

4樓:匿名使用者

只要是通過地面的通訊設施。就像座標軸那樣,以地球為原點在宇宙裡建立乙個巨大的三位立體座標軸。太空飛行器的導航主要在地面上進行,地球的無線接收器可以檢測太空飛行器的位置和速度。

如果需要輸入新軌道,請上載命令。但是一旦離開地球,事情就會變得更加複雜。

為了執行月球的apollo任務,nasa開發了apollo教練計算機,該計算機比當前的台式計算機要大一些。乙個在命令模組中,另乙個在月球模組中。該任務的大部分導航工作是在地球的任務控制中心完成的,該中心從地面跟蹤了阿波羅飛船的位置和軌道,但作為備用,太空人使用了六分體宇宙來比較恆星與地球的位置。

月亮的地平線確保在地球上執行的導航計算正確。太空人可以輸入導航資訊,例如恆星的位置,然後計算軌道角和轉向角。令人驚訝的是,太空人飛向月球所使用的導航工具與地球上水手使用了數百年的導航工具沒有什麼不同。

在空間上,它僅取決於幾何形狀。

nasa的太空飛行器使用深空網路(dns),這是乙個分布在美國加利福尼亞,西班牙馬德里和澳大利亞坎培拉的大型無線天線陣列定位系統。這三個主要站點使nasa可以與太陽系中的所有探測器通訊。當地球自轉時,一根天線的覆蓋範圍消失,另一根天線仍然可以接收訊號。

除了向飛船傳送命令並檢索資料和**外,深空網路中的天線還有助於導航。當訊號到達檢測器時,會發生頻率偏移,並且計算機可以根據該頻率偏移和訊號返回。飛船計算其速度和距離所需的時間。

天文學家通過將恆星的位置與宇宙的靜態圖進行比較來計算位置和速度,並且測量越多,計算就越準確。然後,您可以將這些測量結果與太陽系中所有天體的軌道圖進行比較,從而獲得驚人的精確太空飛行器位置。

5樓:鹿凵小童鞋

太空飛行器在太空中,它的導航其實是由航天員來操作的。

6樓:一碗胡辣湯

太空飛行器是有固定軌道的,可以通過人來操縱它脫離軌道

7樓:不服輸的黑岩

這個應該是有著地面指揮中心來導航太空飛行器的,所以不用擔心

8樓:匿名使用者

是有地球上的科研站,來控制以及操控的,是有研究的。

9樓:羊駝

太空飛行器的導航並沒有想象那麼複雜,他主要是靠加速減速來擺脫地心引力,從而進入到其他軌道

航天技術有哪些重要功能?

10樓:易書科技

古希臘時,有乙個荒淫的克里特國王,囚禁了建築師代達羅斯和他的兒字愛琴。建築師用石蠟製作成一對翅膀,由兒子操控,建築師和兒子一起飛出了克里斯特島。建築師的兒子展翅高飛,結果飛得離太陽太近,石蠟製成的翅膀被太陽融化,不幸落入大海。

後人為了紀念他,把他葬身的大海取名愛琴海。可見,造訪太空是人類的千古夢想。如今在航天技術的幫助下,人類製造出了各種太空飛行器,如宇宙飛船、太空梭等,遨遊太空的夢想終於成為現實。

目前,世界各國共發射各類太空飛行器數千個,其中軍用衛星佔70%以上。這大大提高了現代軍隊的組織指揮能力,而且開闢了太空戰場。航天技術對贏得未來戰爭的勝利至關重要,以致很多軍事家斷言:

誰想控制地球,誰就得控制太空。

一、航天技術的三大領域

在未來戰爭中,航天技術是爭奪外層空間的綜合性技術。航天技術主要有三大研究領域:運載火箭技術領域、太空飛行器技術領域和跟蹤測控技術領域。這三大技術研究領域構成了航天技術的基礎。

1.運載火箭技術領域

運載火箭是太空飛行器公升空的運輸工具,它的作用是把各類太空飛行器、**和物資等運送到太空。運載火箭一般由2級到4級火箭組成,最下面的一級稱為第一級,最上面一級稱為末級。運載火箭的總重量可達數百噸,高度達數十公尺。

火箭的燃料一般是具有很高燃燒值的液態氫燃料,發動機的推動力達數百噸乃至數千噸。運載火箭每一級都有自己的箭體結構和動力裝置,控制系統則通常為幾級共用。太空飛行器被放在末級火箭的前端。

早期的運載火箭大多由彈道飛彈改造而成,後來為了適應不同航天發射任務的需要,專門研製了系列化的運載火箭。目前的運載火箭需要專門的發射場發射,比如我們國家的酒泉、西昌等火箭發射場。運載火箭只能使用一次,成本很高。

未來運載火箭技術要向可返回地面、能重複使用的方向發展。

2.太空飛行器技術領域

太空飛行器是指在大氣層以外的空間飛行的一種飛行器,用以執行探索、開發等任務。世界上第乙個太空飛行器是蘇聯在2023年10月4日發射的「人造地球衛星1號」。到2023年底,世界各國共發**近5000個太空飛行器,其中軍用太空飛行器佔三分之二。

大量軍用太空飛行器的使用以及太空**的研製成功,使「天軍」的建立成為可能,也催生了「太空戰」的產生,這必然給軍事領域帶來重大影響。太空飛行器分為無人太空飛行器和載人太空飛行器。

(1)無人太空飛行器包括人造地球衛星、空間平台和空間探測器

人造地球衛星是指在空間軌道上環繞地球執行的無人太空飛行器,是人類目前發射數量最多、用途最廣的一種太空飛行器,發射數量佔太空飛行器發射總數的90%以上。衛星中的很大一部分是軍用或者軍民兩用的。軍用衛星分為軍事偵察衛星、軍事氣象衛星、軍事導航衛星、軍事測繪衛星、軍事通訊衛星以及「反衛星」衛星等。

軍用衛星的大量使用給現代戰爭帶來了巨大的影響。在未來戰爭中,軍用衛星可作為一種發射平台,與雷射**、定向能**等新式**一起構成「天戰」的**裝備系統,成為爭奪太空的主要**。

空間平台是無人太空飛行器的新品種,它可以在軌道上進行維修、更換儀器,還可以加註燃料、補給消耗品,並且能夠收回。空間平台的出現可以大大減少衛星的發射成本。

空間探測器按照探測的目標可分為:月球探測器和星際探測器。美國2023年發射的「先驅者」10號探測器,已經在2023年10月越過冥王星的軌道,成為飛出太陽系的第一顆太空飛行器。

空間探測技術對於發現潛在的敵方軍事目標具有重要的意義。

(2)載人太空飛行器,按照功能分為載人飛船、空間站和太空梭

載人飛船是活動於外層空間的一種運載工具。2023年9月我國發射的「神州七号」飛船就是載人飛船,「神州七号」飛船裡承載著翟志剛、劉伯明、景海鵬三名航天員。載人飛船一般由航天員座艙、軌道艙、服務艙、氣閘艙和對接機構等部分組成,能夠保障航天員在太空執行航天任務,並能使航天員乘坐的座艙返回地面。

載人飛船除了用作太空實驗平台外,還可以作為航天運輸平台和**平台。

空間站是長時間在太空執行的飛行器,在太空逗留時間可長達數十年之久。空間站就像人類在太空建立的實驗室和工作站,具備供航天員實驗、生產、生活的裝置條件。空間站可以與太空梭或載人飛船對接,使太空梭和飛船能把物資運送到空間站,從而保證航天員可以長年累月地生活在太空站裡。

空間站,使航天活動由太空探索轉向太空的利用開發,也可以作為安放太空**的軍事基地。

3.跟蹤測控技術領域

該技術領域主要研究如何跟蹤測量太空飛行器的飛行狀態,並控制太空飛行器的執行和工作狀態。對太空飛行器的跟蹤和測控任務由航天測控中心和若干航天測控站或測控船組成的測控網完成。如我國的「神州七号」從發射公升空到進入軌道執行再到降落,都是由酒泉衛星測控中心和西昌衛星測控中心以及多隻在大海中游動的測量船共同完成的。

測控網通過對太空飛行器跟蹤測量、監視、檢測和控制太空飛行器上各種裝置的工作狀態,接收來自太空飛行器的通訊訊號,與航天員進行通訊聯絡,從而保證太空飛行器按照預定的方式飛行、工作和著陸。

二、航天技術在軍事領域的應用

2023年,美國首次成功**世界上第一顆軍事衛星「發現者13號」偵察衛星,標誌著軍事航天的開始。隨著軍事航天技術的快速發展,其應用領域也越來越廣泛,在未來戰場上,軍事航大技術一定會大大改變戰爭的面貌。軍事航天技術將在以下幾個方面大顯身手:

1.太空監視

太空監視是指利用太空飛行器上的偵察探視裝置,對地面軍事目標進行監視、拍照,從而獲得戰場情報,為陸海空作戰提供情報保障。太空監視執行軌道高、速度快、監視範圍大,而且不受國界、地理條件限制,可定時、重複監視某個地區。這些優點使太空監視獲得其他偵察手段難以獲得的情報。

2.太空支援

太空支援是利用軍事太空飛行器對陸海空天軍事力量進行支援,以增加軍事力量的戰鬥力。支援種類包括:導航定位、氣象觀測、衛星通訊、軍事測繪等等。

未來的戰爭將是陸、海、空、天、電、網五維一體的作戰,任何作戰行動都離不開來自太空的支援。

3.太空作戰

太空作戰是指利用軍用太空飛行器作為**發射平台,攻擊敵人的太空**或來襲**;也指利用太空飛行器上的定向能**、雷射**等**系統,攻擊、摧毀敵方陸地、海洋和空中目標。太空戰場是未來奪取制天權的關鍵戰場。

4.太空裝備後勤保障

太空裝備後勤保障是指航天工作人員乘坐著太空梭或飛船等太空運輸器,對外層空間執行的太空飛行器實施檢測、維修、更換儀器以及補充物資等活動。太空裝備後勤保障是各類太空飛行器能夠有效執行的基礎,是保持己方太空作戰能力的重要手段。

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