什么是航天器的快速对接？

　　神舟十二昨天都回来了，马上天舟三号货运飞船即将在文昌接力发射。按照计划，天舟三号也会使用快速对接方式，6个多小时就能走完约20万千米的路程，顺利给天宫送货。目前来看，快速对接已经是中国载人航天的常态，天舟二号、神舟十二、天舟三号，估计还包括未来的任务大都会使用这个策略。
　　在讲什么是快速对接前，有必要简单科普下航天器是怎么对接的。俄罗斯联盟飞船对接国际空间站做过一套极好的科普动画，用它作为案例作为讲解，世界各国航天器的流程大同小异。
　　火箭发射10分钟后就能将飞船送入太空，但飞船入轨后的轨迹其实是个近圆形的轨迹，国际空间站也是一个近圆形，可以想像：二者轨迹需要完美相切才能相遇。但如果从发射后就要求对接难度太大，毕竟这样对火箭和航天器发动机工作时轨道控制精度要求太高，发射窗口也会被逼到极小，且全程不能出任何问题，甚至必须理论值！
　　保险起见，二者会进入不同高度的轨道，但轨道倾角和升交点一样，这样二者的轨道周期不同，大约两天内会数次＂接近＂。在此期间，位于下方的飞船有足够长的时间缓慢精细调整轨道。
　　最后阶段时，其实不是飞船追空间站，而是空间站追飞船。飞船先到国际空间站轨道稍高且靠前的区域，然后掉头，发动机换方向，减速+精细控制等待国际空间站＂撞＂上来。虽然相对地球速度高达7.8千米/秒，声速几十倍，但相对速度极小没啥问题。
　　以上方案，在大多数情况下，联盟飞船、进步飞船、航天飞机、神舟飞船、天宫飞船、龙飞船、HTV、天鹅座飞船都在这样用，载人任务一般都是发射后两天才对接，这样效率低、宇航员/航天员比较痛苦、但是安全性最高。
　　当技术足够成熟，尤其是航天器轨道控制技术完美，就可以尝试缩短这两天的时间，即快速对接，一般在围绕地球4周左右完成。从发射到对接的总时间6小时以上。或者更加极限，挑战2周、3个多小时对接。但一般来讲，考虑安全性，载人的任务要更小心，货运的可以更大胆。
　　快速对接领域也是个＂艺高人胆大＂的竞技场：在载人航天领域，美国有过一个疯狂的纪录，也是人类历史最快速载人情况下对接的1966年双子座11任务，乘组也是后来的阿波罗12号任务两名宇航员，94分钟（一圈）就对接，这个记录无人能破。双子座的这个记录需要超级精确的火箭控制和发射窗口控制，为了实现一圈对接的目标，当时的发射窗口只有1秒，早1秒晚1秒都不行！要知道那是1966年。这既是大胆的技术，也是大胆的玩命。
　　不过真的没必要玩这么极限，随着人类载人航天逐渐成熟，大家也以实用为主。目前，载人联盟基本能实现6小时载人对接，也在突破往3小时走，是咱们比较靠谱的努力目标。
　　如前文，货运飞船不载人就无所谓了，理论上可以做到更快，现在的进步号已经可以实现3小时。不过货运没那么急，也因此没啥必要追求对接速度，6小时、或者3小时很好了。