來源:人民日報客戶端
9月30日,空間站問天實驗艙從天和核心艙軸向對接口分離并轉位90度至天和核心艙側向停泊口,兩艙組合體由一字構型變為L構型,空間站組合體穩定飛行,标志着問天實驗艙轉位任務取得圓滿成功。
空間站艙段轉位技術是中國空間站建造必須突破的關鍵技術之一。這個看似簡單的動作,實則是空間站任務和研制團隊的一次大的考驗,是融合了前向撤離、艙段轉位、側向對接等高難度動作的“組合拳”。
本次轉位任務由中國航天科技集團五院抓總負責。為确保任務順利實施,研制團隊組織實施開展了大量設計驗證工作。
艙段轉位期間,由百餘公斤的轉位機構驅動二十餘噸的實驗艙進行大範圍轉移,如同用一根扁擔挑起兩頭大象一樣,屬于動力學特性最脆弱的狀态,兩端輕微振動就可能産生嚴重後果。為确保結構安全,必須暫時關閉組合體姿态主動控制,讓空間站在自由漂浮狀态下完成艙段轉位。
可是,讓空間站組合體這樣一個幾十噸的“龐然大物”在太空中處于被動穩定的狀态談何容易。為此,研制團隊進行了多輪頭腦風暴,“要不借鑒鐘擺原理先把組合體立起來試試看”“要不再讓組合體轉個身,向後轉位!”“這樣一來組合體靠重力作用像鐘擺一樣穩定了對地軸,靠問天實驗艙上兩個大型太陽翼像羽毛球一樣穩定了偏航軸,從而形成三軸被動穩定飛行狀态”……在研制人員的思路碰撞中,本次轉位中發揮關鍵作用的被動穩定轉位方案逐漸明确。
此前,在2022年1月6日,實施了機械臂輔助貨運飛船轉位試驗,這是問天實驗艙轉位前的一次正式預演,先後完成了機械臂捕獲天舟二号、對接機構分離、天舟二号轉位、兩艙再次對接等一系列預定動作,為本次問天實驗艙轉位任務的成功實施奠定了堅實基礎。
本次轉位任務的成功,離不開空間站各分系統間大力協同。據中國航天科技集團五院空間站問天實驗艙副主任設計師羅超介紹,“過程中,空間站機械臂分系統始終作為轉位機構的備份手段,保障平台安全;GNC分系統始終精準控制,确保組合體以最高穩定度進入停控狀态;測控與通信分系統在天地間搭建起暢通的通信鍊路,傳輸高清圖像,使得整個轉位過程100%受控;數管分系統發揮‘智能大腦’作用,處置一系列複雜指令,全程零差錯……”由于各分系統的高效配合,使得此次任務在僅一個小時左右的時間圓滿完成,進一步确保了空間站組合體安全。
按照計劃,空間站L構型組合體将持續飛行1個月,後續還将迎接夢天實驗艙組成T字構型,形成三艙基本構型的中國空間站。
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