空间站也要选地段?中国空间站运行在近400公里高度轨道上,而国际空间站高度却能达到416.43公里,明明高度越高阻力越小,为何我国空间站高度却要低于国际空间站呢?
7月15日,天舟九号与天宫空间站进行空间交会对接,在这一过程中,天宫空间站轨道高度只有近400公里,不仅如此,从2024年7月到2025年7月,中国空间站高度基本是在370-405公里之间,而国际空间站却始终保持在410-420公里之间。
要知道,空间站会在阻力的作用下减缓速度,减速的空间站还会被地球引力逐渐拉低高度,所以我国航天人员,还要定期给空间站加速来保证它的轨道高度。那明明高度越高,大气密度越低,阻力相对也就越小,还不需要更多的燃料维持轨道高度。为何我国空间站高度却选择在400公里左右呢?
首先就是因为太空碎片,太空中存在有数以万计的太空垃圾,在各自的轨道上高速围绕地球运行,一旦撞上同样高速运行的空间站,后果不堪设想。数据显示,截止到2024年,尺寸在1cm以上且会对航天器构成威胁的太空碎片,估计数量超100万个,所以我国会通过监视并控制轨道高度来躲避。
其次就是空间站选址不是越高越好。资料显示,距离地球超过600km的地方,被称为范艾伦辐射带,存在有大量被地球磁场俘获的高能粒子,会对飞行器造成危害,所以全球卫星高度主要集中在距离地球表面100公里到600公里之间。
在这个区间,同样也不是越高越好,这是因为轨道越高,同样运力的火箭能够分给空间站航天员的质量就越小,意味着能携带的实验设施越少,像国际空间站最初建造时轨道高度还不足400公里,直到2011年建成后才将高度提升到400公里以上,高度过低,则会因为地球引力消耗更多燃料影响运行寿命。
因此距离地球表面约400km的近地轨道,就成了空间站的最佳选址,也是空间交会对接的最佳位置,那我国明明早在2022年时,天舟五号和空间站就能实现2小时对接,为何此次天舟九号却用了3个小时呢?
这是故意的,你没有听错!我国多次验证和实施在轨交会对接方案中,有2天、6.5小时 2小时和3小时四种方案,而两个航空器要想在400公里高度轨道,并在7.9公里每秒的运动过程中实现精准对接,对于各项条件以及设备精度要求都十分苛刻。
3小时交会对接虽然对于2小时对接时间更长,但航天工程中速度从来不是唯一追求,像俄罗斯进步号最快也要3.5小时,国际空间站的货运飞船则是需要2-3天才能完成,相较于速度,更稳妥的方式才是我国的首选。
3小时对接方案,对运载火箭入轨精度、空间站位置精度这些,没有额外的要求,刚好处于时效性和任务可靠性中的平衡点,自然是最优解,让我们为中国航天人点赞。
更新时间:2025-07-20
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