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小火箭出品

本文作者：邢强博士

北京时间公元2017年2月23日18点44分27秒，货运版龙飞船在经历了昨日的波折之后，终于成功被国际空间站捕获。

本系列文章，共分3篇，小火箭将与大家一起探讨如下几个问题：

1. 龙飞船的此次发射有什么不一样的意义？

2. 龙飞船的总体设计情况怎样？

3. 龙飞船与其他飞船的大小对比怎样？

4. 龙飞船是如何与国际空间站对接的？

5. 未来会不会有更新的龙飞船？

6. 能否开脑洞，对龙飞船进行整体气动计算？

前两篇，小火箭和大家探讨了39A的发射场和龙飞船发射的意义，龙飞船的总体设计与脑洞向的气动计算。本文为龙飞船系列文章第3篇，专门聊一聊龙飞船与空间站的对接。上图摄于2017年2月23日18点40分41秒。

刚刚的国际空间站和龙飞船的轨道，注意，左下角有一艘进步号货运飞船，不久之后，也会与国际空间站对接。摄于2017年2月23日18点41分

对接

对于无人货运飞船来说，除了货舱容积、载荷重量这2个关键指标之外，最为重要的性能莫过于可靠的对接能力了。

龙飞船是如何与国际空间站对接的呢？

有趣的是，龙飞船没有使用经典的APAS-89异体同构周边式对接系统，也没有用LIDS低冲击对接系统，而是充分借助了国际空间站的能力：借用空间站的机械臂将自己抓住，然后慢慢与空间站对接。（这个思路省去了太多中间过程，不过对国际空间站的宇航员来说，压力还是蛮大的。）

国际空间站伸出来的机械臂已经抓住了龙飞船。

机械臂旋转折叠，将龙飞船拉向空间站。

然后咣当一下子，龙飞船与空间站的接口对上了。

国际空间站上的这个机械臂的本名是移动维修系统（MSS），不过其更广为人知的名字是加拿大臂2号。

加拿大臂长15.2米，直径38厘米，重450千克，有6个自由度。加拿大臂有6个关节，可以大致的对应到人体手臂的关节。肩部横摆和仰俯两个关节，肘部仰俯一个关节，腕部横摆、仰俯和内外旋3个关节。加拿大臂腕部的末端装有末端操作器，用来抓住运载物上的抓牢固定装置。

1969年，加拿大受NASA的邀请参加航天飞机计划。然后，加拿大就研制出了这么一条给力的机械臂。（总共制造了5条机械臂，航天飞机退役后，机械臂继续在国际空间站上发挥重要作用。）

宇航员在国际空间站内遥控机械臂抓住龙飞船。

不过，龙飞船在对接过程中并不是什么都不做的。除了要维持自身的轨道和姿态稳定之外，还要时刻向国际空间站的宇航员提供自身与空间站的相对距离、相对速度和姿态等信息。而这些，是由龙飞船的龙眼系统提供的。

当一个国家或一个公司的航天运输系统发展到一定程度的时候，其航天任务内容中就会有大量未雨绸缪提前规划的事情。比如在龙飞船执行任务之前，NASA和SpaceX就趁航天飞机尚未退役的时候，借助航天飞机对龙飞船的对接辅助系统进行了测试。上图为2011年2月24日，发现号航天飞机在执行航天飞机第133次任务（退役前的倒数第3次任务）时，上面搭载的龙飞船系统的龙眼系统。

奋进号航天飞机也搭载过龙眼系统（上图红框内）与国际空间站进行了测试。

在龙眼系统眼里，国际空间站的对接口是上图的样子。龙眼系统本质上是一套激光雷达。激光雷达对物体距离的测量与通常所说的雷达类似，都是通过测量发送和接受到的脉冲信号的时间间隔来计算物体的距离。由于原理上的相似性，尽管雷达的准确定义是使用微波或无线电波等波长较长的电磁波进行测距的设备，但是激光雷达这一术语仍然被广泛使用。

另外，商业航天的发展也促使国际空间站进行升级改进。在龙飞船给国际空间站的货运任务中，第9次任务装载的是IDA 2对接环。这个对接环专门用来改善商业航天公司的飞船与国际空间站的对接情况。

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