神舟十三号对接有多难？7.68km/s下对准80cm对接口，堪比万里穿针

神舟十三号成功发射啦！

我国航天员翟志刚、王亚平和叶光富3名航天员搭乘着神舟十三号飞船，前往我国空间站，而他们3位也是我国空间站第二批住客，预计将会在我国空间站生活和工作长达6个月。

此次神舟十三号和空间站采用了一项高难度的“交会对接”技术：径向对接，在此之前，还未有任何航天器在太空中实现过这项技术。这项技术虽然难度很高，但对于空间站未来的建设起到了至关重要的作用。那么问题来了，径向对接技术到底是什么？它具体有什么用处呢？

径向对接

神舟十三号前往空间站后，需要和空间站交会对接，航天员才可以进入到空间站当中。因此，在这个过程中，飞船与空间站的空间对接技术就非常重要，一般有三种方式，它们分别是：V向对接、径向对接、Z向对接。

要了解这个问题，我们首先要从飞船的飞行原理说起。这里其实用到的是牛顿万有引力的知识，我们就用牛顿曾经采用过的思想实验“牛顿大炮”来讲述。我们都知道，地面虽然看起来是纯平的，但是如果从足够大的尺度来看，地面其实是“弯曲”的，而且是向下弯曲，这是因为地球本身是个球体。如果这时候我们手上拿一颗炮弹，然后放手，炮弹垂直落到地面上，这是因为地球自身有个向下的引力作用。

如果用大炮来打炮弹，那么此时就会呈现一个抛物线，这是因为炮弹具有了一定的初速度。如果我们让炮弹的速度变快，那么就能够打跑一个水平距离更远的炮弹。

如果我们能够继续加快炮弹的初速度，使得炮弹向下的下坠程度恰好和地面向下弯曲的程度是一样的，那此时的炮弹就不会掉下去，而是持续绕着地球转。这个初速度对应的就是第一宇宙速度，它的数值是7.9公里/秒。

所以，运载火箭都要把飞船加速到第一宇宙速度，甚至更快的水平，如此才能够升空。

不过，同样是绕着地球转，不同的轨道高度，飞船的速度是不同的。飞船前往空间站进行交会对接，就会有许多不同的情况。最常见的是V向对接，说白了就是两个航天器处于同一个轨道高度，一个在前一个在后，然后后面的这个追上前面的，实现对接。

对应到飞船和空间站就是，空间站绕着轨道转，飞船逐渐飞到空间站的轨道上，然后追上空间站，和空间站交会对接。整个过程一般需要6个小时，飞船全程要飞20万公里的路程。要知道，空间是三维的，有上下左右前后六个维度，这个技术只需要保证在前后方向上速度几乎一致时对接即可，这好比就是一个“追及问题”。因此，技术上要相对简单一些，也最常用。神舟十二号在发射时，也采用了这个技术。

Z向对接和V向对接不同的是，飞船和空间站不是头尾相接，而是飞船追上空间站后，飞到空间站的左右两侧来进行交会对接。

不过，这次神舟十三号使用的是：径向对接。径向对接说白了径向对接是一个在上面，一个在下面，然后上下方向上逐渐交会对接，那这个技术难在哪里呢？

和V向对接不同，飞船并不会直接飞到和空间站一样的轨道高度上。飞船的轨道高度要低于空间站的轨道，然后逐渐飞到空间站下方，然后和空间站保持相对静止的运动状态，在这样的情况下，逐渐上升和空间站进行对接。这听起来好像不太难？

实际上，要实现这个技术非常难。要知道，空间站是在高速运动，空间站最新的速度数据是7.68千米/秒，神舟十三号飞到空间站下方后，要与它保持相对静止是很难的，因为轨道不同，所需要保持的速度就是不同的。这就好比是两个人在弯道上赛跑，还要一直保持在同一个水平线上，要知道两个人跑步的速度大概只有在10米/秒的量级，而两个航天器的速度要比人跑步快700多倍，还要保持相对静止就非常难了。

但这还不是最难的，在保持相对静止的同时，飞船还要逐渐调整自己的轨道高度，去和空间站对接，每次轨道高度的些许变化，速度都要做出相应调整。

我们还拿两个人在弯道赛跑为例，这就好比是一个人在第1赛道，另一个人在第8赛道，第1赛道上的人要一直保持和第8赛道上的人相对静止，同时第1赛道的人还要逐渐切换赛道，从第1赛道一直切换到第7赛道，然后两个人同时还要把一部仪器对接上。同样的，这是在比人类跑步快700多倍的速度上完成的，并且神舟十三号要对准的对接口，通道只有80cm，难度堪比万里穿针。

因此，这项技术的难度相当大，在此之前，并没有任何先例，没有飞船在太空中真的验证过这项技术。

为什么要采用“径向对接”？

我们都知道，神舟十三号发射之前，神舟十二号先行返回了地球，两个飞船并没有在空间站上完成交接工作。如果未来要进行航天员乘组的轮换，那就可以不需要一艘飞船先回来，而可以同时两个飞船都在和空间站对接时实现轮换，这样可以有效的提高我们进驻空间站的通道、手段以及利用率。