问宇宙飞船是怎样在空中成功对接的？

飞船在太空中飞行大体上经历摆脱地球引力进入空间、轨道飞行和机动飞行三种形式。 挣脱地球引力。1686年，牛顿在他发表的《自然哲学数学原理》一书中指出，任何两个物体间都有相互吸引力，由此创建了万有引力定律。由于人与地球的质量相差太悬殊，所以，人总是被地球强大的引力所束缚而不能离开地面。要离开地球就要摆脱地球引力。但是如何克服地球引力呢？这就要使一个物体离开地球，必须沿着地球引力相反的方向对它加力，使它做加速运动，当它达到一定的速度时停止加力，它就能以惯性一直向前而脱离地球，人类把航天员送入太空的工具是运载火箭。 航天器在宇宙里航行是靠速度来实现的。当运载火箭达到每秒7·9千米的速度，我们称之为第一宇宙速度或环绕速度，这时飞行器才能环绕地球飞行，成为地球的卫星，但是还是摆脱不了地球的引力。达到每秒11·2千米的时候，我们称之为第二宇宙速度或逃逸速度，也叫逃逸速度，在这个速度下，飞船才能冲破地球的引力，进入宇宙空间，在广阔的太阳系空间活动。当达到每秒16·7千米的时候，我们称之为第三宇宙速度，在这个速度下，飞船才能冲破太阳系的束缚，飞出太阳系，进入银河系广阔的空间遨游。 在飞行过程中，火箭上的控制系统根据火箭所在位置和速度，不断调整火箭发动机推力的方向，使得火箭按照预定的轨迹飞行。 飞船要在太空中飞行，遇到的第一道难关是在运载火箭的举托下，摆脱地球的引力，进入宇宙空间。当运载火箭点火起飞至飞船与火箭分离，运载火箭发射任务就全部结束，飞船开始依靠自身的动力在太空飞行。 轨道运行。载人飞船的运行轨道简单地说就是它绕地球飞行的路线。不过，这是一条特殊的路线，它是由载人飞船入轨初始条件决定的，例如入轨速度（一般在8千米左右/秒）、运载火箭的发射方位等。入轨初始条件确定后，如果没有外力作用，载人飞船将沿着这条路线运动下去。人们把为条特殊的路线称为载人飞船绕地球的运行轨道。 载人飞船等航天器绕地球运行有顺行轨道、逆行轨道、极轨道和赤道轨道。载人飞船的运行方向与地球自转方向相同的叫顺行轨道，载人飞船的运行轨道与地球自转方向相反的叫逆行轨道，轨道平面与地球赤道平面垂直的叫极轨道，轨道平面与地球赤道平面之间夹角为零度的叫赤道轨道。载人飞船主要采用顺行轨道。 飞船与火箭分离后，飞船进入轨道。飞船入轨后，飞船捕获地面控制信号，建立轨道运行状态，展开太阳能电池帆板并对准太阳。飞船入轨一段时间后，地面控制系统提供初始轨道数据，并通过地面测控站发送给飞船，指挥控制飞船按预定轨道绕地球飞行。 机动飞行。如果仅仅是完成一次没有特殊任务的载人轨道飞行，那么，没有必要对飞船进行轨道机动。如果飞船要执行特殊的任务，如，进行地面观察就需要对飞船运行轨道进行调整，尽量降低飞船的运行高度，这样才能提高观察效果。如果进行太空编队飞行或交汇对接，一艘飞船要追上另一艘飞船，就需要加快速度，调整运行轨道高度。飞船进行轨道调整，是通过安装在飞船四周的喷气发动机来进行的。

1966年3月16日，美国的“阿吉纳”8号无人飞船和“双子星座”8号载人飞船对接取得成功。这是人类历史上两个飞行器最先在宇宙中对接成功。宇宙飞船在宇宙中只能按既定的轨道运行，一旦进入轨道，飞船不烧燃料而是靠惯性飞行的。如果没有多余的燃料，宇航员本领再大也无法对它发号施令，想改变一点轨道或调整一下速度都是不可能的。要使两个飞行器在宇宙中会合对接，就要求人能对飞船操纵自如。“双子星座”计划是阿波罗工程的第二阶段，从1965年3月到1966年11月，“双子星座”共进行了10次载人飞行，累计40天9小时53分，主要任务是在轨道上进行手控操纵机动飞机、会合对接及宇航员的舱外活动，为载人登月做技术上的准备。美国在进行了地面试验和不载人飞行后，“双子星座”3号由“大力神”火箭发射，进行首次载人飞行。指令长格里索姆和驾驶员约翰?扬，在绕轨三圈飞行中，用手动操纵完成了飞船上下、左右、前后及变轨道的机动飞行。1965年6月3日，“双子星座”4号驾驶员怀特还进行了太空行走。“双子星座”7号先于6号发射。当两者相距30厘米时，实现了宇宙飞船的首次会合。1966年3月16日，“双子星座”8号在轨道上与“阿吉纳”8号无人飞船相距几百米时，宇航员阿姆斯特朗和斯科特启动姿态控制和微进发动机，向无人飞船慢慢逼近。“双子星座”8号的对接杆插入无人飞船的锥形连接锁孔中，两艘飞船就像两节火车车厢一样牢固地连接在一起，对接取得了成功。此后，又连续进行了4次会合对接试验，其中3次获得成功，解决了会合对接中的重大技术问颢。