问天侧个身 静候梦天来
■ 世界首次以平面转位方式完成转位动作■ 空间站组合体由“一”字构型变为“L”构型
2022-10-01 00:00来源:厦门日报

  问天实验舱准备转位。

  问天实验舱与天和核心舱分离,采用平面转位方式进行转位。

  问天实验舱完成转位并与节点舱侧向端口再对接。

 

  供图/视觉中国

  本组文/

  综合新华社电、中新网

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  新华社发(除署名外)

  记者从中国载人航天工程办公室获悉,9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,问天实验舱完成转位。

  转位期间,问天实验舱首先完成相关状态设置,而后与天和核心舱分离,之后采用平面转位方式完成转位,并与节点舱侧向端口再对接。

  这是我国首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作。问天实验舱转位完成后,空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型。

  后续,空间站组合体将以“L”构型在轨飞行,等待梦天实验舱发射、交会对接后,还将转位形成空间站三舱“T”构型组合体。

  为何要转位?

  按照我国空间站建造方案,在空间站建造阶段,陆续发射的两个实验舱将对称分布于核心舱节点舱的两个侧向停泊口,从而完成空间站“T”字基本构型的建造任务。

  问天实验舱是我国目前最大的单体航天器,如果直接与空间站组合体进行侧向对接,会因为质心偏差对空间站姿态造成较大影响,甚至会出现滚转失控的风险。就像是我们用手推一根木棍的底部,如果是沿着它的方向直推过去的话,木棍会径直向前走;如果从侧面撞过去,木棍则会发生较大的偏转。在太空的微重力状态下,偏离质心的力足以“四两拨千斤”,让空间站的姿态失稳。因此,我国两个实验舱都将先轴向对接于前向端口,再通过转位移至侧向停泊口,转位动作在我国空间站的建造及后续任务实施中发挥了重要作用。

  为何采用平面转位?

  为了让问天实验舱的转位过程变得更加平稳、顺利,研制团队几经论证,并综合对比国际空间站的转位方案,创造性地提出了“平面式转位方案”,这是国际上首次以平面式转位方案完成航天器的转位动作。俄罗斯“和平号”空间站采用的是翻转式组装方案,但这一方案在舱体转位到位后,舱体姿态会发生90°的翻转,我国采用的方案则是让问天实验舱在同一平面内进行转位,此时由于质心的运动轨迹也处在一个平面,转位动作对空间站组合体的姿态扰动较小,更易于空间站的姿态控制。

  但相对于翻转式转位方案,平面式转位方案结构设计难度更大,地面试验系统也更为复杂。为了让转位任务一气呵成、一次成功,研制团队对平面式转位方案进行了精心的分析论证,并研发了相应的测试系统进行在轨工作载荷及转位全时序试验验证,确保了实验舱转位任务的有序、安全、可靠。

  梦天实验舱本月发射

  据了解,执行梦天实验舱发射任务的长征五号B遥四运载火箭已完成出厂前所有研制工作,安全运抵文昌航天发射场,将于本月择机发射。

  梦天实验舱主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。

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