航天器对接

航天器对接是指2个航天器在宇宙空间完成连接、保持连接和分离的操作^[1]。随着航天技术的发展,参加对接的航天器愈来愈复杂,通常都带有大型挠性附件,如太阳帆板。

就航天器对接过程中最终逼近段航天器间的相对位置姿态测量而言，现在普遍采用基于CCD相机的计算机视觉测量技术，即目标航天器上安装数量有限、几何尺寸及形状已知的特征点，在追踪航天器上安装CCD相机，通过对特征点在CCD相机上所成图像的分析处理得到航天器间的相对位置姿态^[2]。

根据使用的CCD相机数量，基于CCD相机的计算机视觉测量技术可以简单地分为单目视觉法、双目视觉法、三目视觉法。

空间飞行器的对接是指在完成交会后,两个飞行器经过接近、接触、滑动、捕获和校正,最后紧固联结成一个复合的飞行器整体的过程^[3]。它大致可分为三个阶段:

航天器对接1)接近至首次接触阶段。该阶段从交会结束开始到两个飞行器的对接机构首次接触时止。

2)滑动与捕获阶段。两个飞行器上的对接机构相互接触后,通过导向瓣和捕获环的滑动以及飞行器的刚体运动,再加上缓冲阻尼器的缓冲作用,使得两个飞行器的捕获环间的相对偏差逐渐降低。当相对偏差小于某一允许值时,即认为完成捕获,该阶段结束。

3)捕获后衰减校正和结构上锁住阶段。在缓冲阻尼器的作用下,两飞行器的相对运动被抑制,并使两个飞行器的对接环全面对准,继而结构锁使两飞行器全面紧固。

通常交会结束时,两飞行器之间总是存在位置和姿态的偏差。当这些偏差在允许的范围之内时,就构成了对接的初始条件。在一定的对接初始条件下,两飞行器先是相互接近,接近过程中一旦出现导向瓣之间、捕获环之间或导向瓣和捕获环之间的某些点相互接触,则接近至首次接触阶段结束。

空间等离子体与航天器相互作用，会使航天器表面携带大量的电荷。由于航天器表面材料和形状的不同，其不同部位积累电荷不均匀，形成的电位差称为相对电位。航天器携带的电荷相对周围未受扰动的等离子体的电位称为航天器的绝对电位。

低地球轨道（LEO）航天器的绝对电位对独立运行的航天器造成的影响不大，但是当两个航天器对接时，由于两个航天器的绝对电位不相同而携带不等量电荷会造成静电放电。