miniatura|El astronauta Christopher Cassidy utiliza un telémetro para determinar la distancia entre el transbordador espacial Endeavour y la Estación Espacial Internacional miniatura|Módulo lunar Eagle se reúne con el módulo de mando Columbia en la órbita lunar tras regresar de un aterrizaje Un encuentro espacial o rendezvous espacial es un conjunto de maniobras orbitales durante las cuales dos naves espaciales, una de las cuales suele ser una estación espacial, llegan a la misma órbita y se aproximan a una distancia muy cercana (por ejemplo, dentro del campo visual). El encuentro requiere una igualación precisa de las velocidades orbitales y los vectores de posición de las dos naves espaciales, lo que les permite mantenerse a una distancia constante mediante el mantenimiento de la estación orbital. El encuentro puede ir seguido o no de un acoplamiento o atraque, procedimientos que ponen en contacto físico las naves espaciales y crean un vínculo entre ellas.
La misma técnica de encuentro puede utilizarse para el «aterrizaje» de naves espaciales en objetos naturales con un campo gravitatorio débil, por ejemplo, el aterrizaje en una de las lunas marcianas requeriría la misma coincidencia de velocidades orbitales, seguida de un "descenso" que comparte algunas similitudes con el acoplamiento.
Historia En su primer programa de vuelos espaciales tripulados Vostok, la Unión Soviética lanzó pares de naves espaciales desde la misma plataforma de lanzamiento, con uno o dos días de diferencia (Vostok 3 y 4 en 1962, y Vostok 5 y 6 en 1963). En cada caso, los sistemas de guiado de los vehículos de lanzamiento colocaron las dos naves en órbitas casi idénticas; sin embargo, esto no fue lo suficientemente preciso como para lograr el encuentro, ya que la Vostok carecía de propulsores de maniobra para ajustar su órbita a la de su gemela. Las distancias de separación iniciales eran del orden de 5 a 6,5 kilómetros, y poco a poco fueron divergiendo hasta alcanzar miles de kilómetros en el transcurso de las misiones.
En 1963, Buzz Aldrin presentó su tesis doctoral titulada Line-Of-Sight Guidance Techniques For Manned Orbital Rendezvous (en español Técnicas de guiado en la línea de visión para el encuentro orbital tripulado). Como astronauta de la NASA, Aldrin trabajó para «traducir la compleja mecánica orbital en planes de vuelo relativamente sencillos para mis colegas».
Primer intento fallido
El primer intento de encuentro se produjo el 3 de junio de 1965, cuando el astronauta estadounidense Jim McDivitt intentó maniobrar su nave Gemini 4 para encontrarse con la gastada etapa superior de su vehículo de lanzamiento Titan II. McDivitt no pudo acercarse lo suficiente como para lograr el mantenimiento de la estación, debido a problemas de percepción de la profundidad y a la ventilación del propulsor de la etapa, que no dejaba de moverlo.Transcripción histórica oral / James A. McDivitt / Entrevistado por by Doug Ward / Elk Lake, Michigan – 29 de Junio de 1999 Sin embargo, los intentos de encuentro de la Gemini 4 no tuvieron éxito, en gran medida porque los ingenieros de la NASA aún no habían aprendido la mecánica orbital que implica el proceso. El simple hecho de apuntar el morro del vehículo activo hacia el objetivo y empujar no tuvo éxito. Si el objetivo está adelantado en la órbita y el vehículo de seguimiento aumenta la velocidad, su altitud también aumenta, alejándolo realmente del objetivo. La altitud creciente aumenta el periodo orbital debido a la tercera ley de Kepler, colocando al vehículo de seguimiento no sólo por encima, sino también por detrás del objetivo. La técnica adecuada requiere cambiar la órbita del vehículo de seguimiento para permitir al objetivo del encuentro que lo alcance o sea alcanzado, y luego, en el momento correcto, cambiar a la misma órbita que el objetivo sin movimiento relativo entre los vehículos (por ejemplo, poner el rastreador en una órbita más baja, que tiene un período orbital más corto que le permite alcanzarlo, y luego ejecutar una transferencia Hohmann de vuelta a la altura orbital original).
Primer encuentro exitoso
derecha|miniatura|Gemini 7 fotografiada desde Gemini 6 en 1965 El astronauta estadounidense Wally Schirra logró el primer encuentro con éxito el 15 de diciembre de 1965. Schirra maniobró la nave Gemini 6 a menos de 30 cm de su nave hermana Gemini 7. Las naves no estaban equipadas para acoplarse entre sí, pero se mantuvieron estacionadas durante más de 20 minutos. Schirra comentó más tarde:
Utilizó otro ejemplo para describir la diferencia entre los logros de ambas naciones:
Primer acoplamiento
miniatura|Vehículo objetivo Gemini 8 Agena miniatura|Acoplamiento del Gemini 8 al Agena en marzo de 1966
El primer acoplamiento de dos naves espaciales se produjo el 16 de marzo de 1966, cuando Gemini 8, bajo el mando de Neil Armstrong, se reunió y acopló con el vehículo objetivo no tripulado Agena. Gemini 6 iba a ser la primera misión de acoplamiento, pero tuvo que ser cancelada cuando el vehículo Agena de esa misión se destruyó durante el lanzamiento.
Los soviéticos llevaron a cabo el primer acoplamiento automatizado y sin tripulación entre Cosmos 186 y Cosmos 188 el 30 de octubre de 1967.NSSDC ID: 1967-105A NASA, NSSDC Master Catalog
El primer cosmonauta soviético que intentó un acoplamiento manual fue Georgy Beregovoy, que intentó sin éxito acoplar su nave Soyuz 3 con la Soyuz 2 sin tripulación en octubre de 1968. Fue capaz de acercar su nave desde 200 metros hasta 30 centímetros, pero no pudo acoplarse antes de agotar su combustible de maniobra.
El primer acoplamiento tripulado con éxito de los soviéticos se produjo el 16 de enero de 1969, cuando la Soyuz 4 y la Soyuz 5 se acoplaron e intercambiaron dos tripulantes.
El primer encuentro de dos naves espaciales de diferentes países tuvo lugar en 1975, cuando una nave Apolo se acopló a una nave Soyuz como parte de la misión Apolo-Soyuz.
El primer acoplamiento espacial múltiple tuvo lugar cuando tanto Soyuz 26 como Soyuz 27 se acoplaron a la estación espacial Salyut 6 durante enero de 1978.
Usos derecha|miniatura|Los paneles solares dañados en el módulo Spektr de la Mir tras una colisión con una nave espacial Progress sin tripulación en septiembre de 1997 como parte del Shuttle-Mir. Las naves Progress se utilizaron para reabastecer la estación. En este encuentro espacial que salió mal, la Progress colisionó con la Mir, iniciando una despresurización que se detuvo cerrando la escotilla del Spektr.|alt=Un array solar de color dorado, doblado y retorcido y con varios agujeros. A la derecha de la imagen se ve el borde de un módulo y al fondo la Tierra. Cada vez que una nave espacial lleva tripulantes o suministros a una estación espacial en órbita, se produce un encuentro. La primera nave espacial que lo hizo fue la Soyuz 11, que se acopló con éxito a la estación Salyut 1 el 7 de junio de 1971. Las misiones de vuelos espaciales tripulados han llevado a cabo la reunión de forma exitosa con seis estaciones Salyut, con Skylab, con Mir y con la Estación Espacial Internacional (EEI). En la actualidad, las naves Soyuz se utilizan en intervalos de aproximadamente seis meses para transportar a los miembros de la tripulación hacia y desde la EEI. Con la introducción del Programa de Tripulación Comercial de la NASA, EE. UU. puede utilizar su propio vehículo de lanzamiento junto con la Soyuz, una versión actualizada del Cargo Dragon de SpaceX; Crew Dragon.
Las naves espaciales robóticas también se utilizan para reunirse con las estaciones espaciales y reabastecerlas. Las naves Soyuz y Progress se han acoplado automáticamente tanto a la MirBryan Burrough, Dragonfly: NASA and the crisis aboard Mir, (1998, ) 2000, , page 65, "Desde 1985 todas las naves espaciales rusas habían utilizado los ordenadores Kurs para acoplarse automáticamente a la estación Mir" ... "Todo lo que los comandantes rusos tuvieron que hacer fue sentarse y observar." como a la EEI utilizando el sistema de acoplamiento Kurs; el Vehículo de Transferencia Automatizada de Europa también utilizó este sistema para acoplarse al segmento ruso de la EEI. Varias naves espaciales sin tripulación utilizan el mecanismo de atraque de la NASA en lugar de un puerto de acoplamiento. Las naves japonesas H-II Transfer Vehicle (HTV), SpaceX Dragon y Cygnus de Orbital Sciences maniobran para acercarse y mantener la estación, lo que permite al Canadarm2 de la EEI sujetar y mover la nave a un puerto de atraque en el segmento estadounidense. Sin embargo, la versión actualizada de Cargo Dragon ya no necesitará atracar, sino que se acoplará de forma autónoma directamente a la estación espacial. El segmento ruso sólo utiliza puertos de atraque, por lo que no es posible que HTV, Dragon y Cygnus encuentren un lugar de atraque allí.
Los encuentros espaciales se han utilizado para otros fines, como las recientes misiones de servicio del telescopio espacial Hubble. Históricamente, en las misiones del Proyecto Apolo que hicieron aterrizar a los astronautas en la Luna, la etapa de ascenso del Módulo Lunar Apolo se reunía y acoplaba con el Módulo de mando y servicio del Apolo en las maniobras de encuentro en la órbita lunar. Además, la tripulación de la misión STS-49 se reunió con el satélite de comunicaciones Intelsat VI F-3 y le acopló un motor cohete para permitirle realizar una maniobra orbital.
En el futuro, los posibles encuentros podrán ser realizados por un Vehículo Robótico Hubble (HRV) automatizado, aún por desarrollar, y por el CX-OLEV, que se está desarrollando para el encuentro con un satélite geosíncrono que se haya quedado sin combustible. El CX-OLEV se encargaría del mantenimiento de la órbita y/o llevaría finalmente al satélite a una órbita cementerio, tras lo cual el CX-OLEV podría reutilizarse para otro satélite. La transferencia gradual desde la órbita de transferencia geoestacionaria a la órbita geosincrónica llevará varios meses, utilizando propulsores de efecto Hall.
Otra posibilidad es que las dos naves espaciales ya estén juntas, y que simplemente se desacoplen y acoplen de forma diferente: Nave espacial Soyuz de un punto de acoplamiento a otro en la EEI o Salyut En la nave espacial Apolo, una maniobra conocida como transposición, acoplamiento y extracción se realizó una hora más o menos después de la Inyección translunar de la secuencia tercera etapa del cohete Saturno V / LM dentro del adaptador LM / CSM (en orden de abajo hacia arriba en el lanzamiento, también el orden de atrás hacia adelante con respecto al movimiento actual), con CSM tripulado, LM en esta etapa sin tripulación: el CSM se separó, mientras que los cuatro paneles superiores del adaptador LM se eliminaron el CSM giró 180 grados (desde el motor hacia atrás, hacia el LM, hacia adelante) el CSM conectado a la LM mientras ésta seguía conectada a la tercera etapa la combinación CSM/LM se separa entonces de la tercera etapa
La NASA a veces se refiere a "Encuentro, operaciones de proximidad, acoplamiento y desacoplamiento" (RPODU) para el conjunto de todos los procedimientos de vuelo espacial que suelen ser necesarios en torno a las operaciones de las naves espaciales en las que dos naves espaciales trabajan en proximidad con la intención de conectarse entre sí.https://www.nasa.gov/externalflash/dart/Resources/Rendezvous%20Proximity%20Operations%20Docking%20and%20Undocking%20Lessons%20Learned.pdf
Fases y métodos miniatura|Módulo de mando y servicio Charlie Brown visto desde el módulo lunar Snoopy miniatura|Encuentro orbital. 1/ Ambas naves espaciales deben estar en el mismo plano orbital. La ISS vuela en una órbita más alta (menor velocidad), el ATV vuela en una órbita más baja y alcanza a la ISS. 2/En el momento en que el ATV y la ISS forman un ángulo alfa (unos 2°), el ATV cruza la órbita elíptica a la ISS.