[科普中国]-轨道会合

背景介绍

太空任务中，有几种型式须太空船与另一个相遇或会合（rendezvous），意为太空船必须作为第二个，在同一时间达到同一地点。1960年代的Gemini计划，完善了这一操纵。成为Apollp登月任务的前奏。因时在月球表面的太空人，不得不会合其在月球轨道运行的指挥舱同伴而返回地球。另一例子为太空梭，须与国际太空站会合；定期地转移人员和装备。1

同平面会合同平面会合：会合的最简单型式使用同平面轨道间之Hohmann转换。这一操纵的关键为定时。要决定何时去发动引擎，必须计算去领先目标太空船多少。细看会合问题的几何，如图1。假设有一目标太空船，（例如故障的通信卫星，太空梭机员计划去修复）和拦截者（interceptor，即太空梭）要去会合。在此例中，目标太空船运行于比太空梭较高的轨道，但亦将采取相似的方式，即使它是在较低轨道的话。为了去会合，太空梭机员必须发动ΔV去转换到会合点。但他们必须作此ΔV恰好在适当的瞬间，以确保目标太空船在同一时间到达同一地点。1

同一轨道会合同一轨道会合：对会合问题的另一扭曲，发生于当两个太空船，目标和拦截，一前一后，在同轨道运行时。不论何时目标是在牵头，如图2，拦截者必须以某种方法赶上目标。去这样作，拦截者须移入等候或配合轨道，此乃将在周期后回转至同一点之临时轨道，而在这一时间内目标亦将移至同一点。注意目标旅行少于360°，而拦截者恰好旅行360°。

同一轨道内，太空船如何能捉住在其前头的另一个的方法就是慢下来；猝看似无意义，事实上是如此。由比机械能，可知如拦截者慢下来（能量减低），它将进入较小轨道。较小轨道的周期较短，故可在较少时间内完成全轨道（360°）。若它减慢量正确，将会回到它开始处，恰好目标也到达那里。1