夢天艙是如何轉(zhuǎn)位的,？為什么要轉(zhuǎn)位,？
來源：大眾網(wǎng) 發(fā)布時間：2022-11-03 16:19:15
北京時間2022年11月3日9時32分，空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位,。神舟十四號航天員乘組隨后將進入夢天實驗艙,。
夢天實驗艙轉(zhuǎn)位完成標志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成，向著建成空間站的目標邁出了關(guān)鍵一步,。
為什么要轉(zhuǎn)位,？
轉(zhuǎn)位動作在我國空間站的建造及后續(xù)任務(wù)實施中發(fā)揮了重要作用。“問天”“夢天”兩個實驗艙在發(fā)射后,，首先與天和核心艙進行前向交會對接,，再通過轉(zhuǎn)位動作從天和核心艙前向?qū)涌谝苿拥絺?cè)向停泊口,，從而完成空間站“T”字基本構(gòu)型的建造任務(wù)。
為什么不能在實驗艙發(fā)射后,，通過側(cè)向交會對接,，直接到天和核心艙的兩側(cè)呢？中國航天科技集團五院專家介紹說,，有兩方面原因：一是實驗艙與空間站組合體進行側(cè)向?qū)?，會因為質(zhì)心偏差對空間站姿態(tài)造成較大影響，甚至可能會有滾轉(zhuǎn)失控的風(fēng)險,；二是根據(jù)空間站建造方案,，兩個實驗艙將在天和核心艙的側(cè)向永久停泊，如果選擇側(cè)向交會對接,，首先需要在天和核心艙兩個側(cè)向端口分別配置一套交會對接設(shè)備,，并且這兩套設(shè)備只能使用一次，造成資源的浪費,。由此可見,，兩個實驗艙先與核心艙進行前向交會對接，再通過轉(zhuǎn)位移至核心艙側(cè)向停泊口的方案設(shè)計是最優(yōu)的,。
不過,，兩個實驗艙在轉(zhuǎn)位任務(wù)安排上有些差異。問天實驗艙在經(jīng)過發(fā)射和交會對接后,，開展了航天員出艙等一系列任務(wù),，而后開展轉(zhuǎn)位。與問天實驗艙不同,，夢天實驗艙在發(fā)射,、交會對接后直接轉(zhuǎn)位，待形成“T”字構(gòu)型組合體后,，再開展在軌測試,、航天員駐留等任務(wù)。
為什么是“T”字構(gòu)型,？
2022年7月,，問天實驗艙發(fā)射，與天和核心艙完成交會對接,，空間站組合體呈兩艙“一”字構(gòu)型,。9月底，問天實驗艙轉(zhuǎn)位成功,，空間站組合體變?yōu)閮膳?ldquo;L”字構(gòu)型,。幾天前，夢天實驗艙發(fā)射成功并與天和核心艙完成前向交會對接,，空間站組合體呈橫向且不對稱的“T”字構(gòu)型,。剛剛,，夢天實驗艙完成轉(zhuǎn)位，三艙最終呈現(xiàn)“T”字構(gòu)型,。
那么,，為什么是“T”字構(gòu)型呢？中國航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總指揮王翔表示：“為了使航天器易于運動控制,，構(gòu)型要保證主結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布盡量對稱,、緊湊，以獲得好的質(zhì)量特性,。”
轉(zhuǎn)位后的“T”字構(gòu)型結(jié)構(gòu)對稱,，從姿態(tài)控制、組合體管理上都是比較穩(wěn)定的構(gòu)型,，易于組合體的飛行,，且由于其受到的地心引力、大氣擾動等影響較為均衡,，空間站姿態(tài)控制消耗的推進劑和其他資源較少,。若采用非對稱構(gòu)型，組合體的力矩,、質(zhì)心與所受到的干擾相對于姿態(tài)控制,、軌道來說都不是對稱的，其飛行效率更低,，控制模式更加復(fù)雜,，一旦構(gòu)型發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就需要付出額外的代價和資源將其控回,。
為確保夢天實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)順利實施,，中國航天科技集團五院研制團隊精心安排、周密部署,，制定了轉(zhuǎn)位方案,。轉(zhuǎn)位過程中，測控與通信分系統(tǒng)在天地間搭建起暢通的通信鏈路,，傳輸高清圖像,，使得整個轉(zhuǎn)位過程100%受控,；機械臂分系統(tǒng)始終作為轉(zhuǎn)位機構(gòu)的備份手段,，保障平臺安全；熱控分系統(tǒng)負責(zé)整個空間站組合體的溫度控制,，包括向太空輻射散熱與熱管理,；空間站機GNC分系統(tǒng)始終精準控制，確保組合體以最高穩(wěn)定度進入?？貭顟B(tài),；數(shù)管分系統(tǒng)發(fā)揮“智能大腦”作用,，處置一系列復(fù)雜指令，全程零差錯,。各分系統(tǒng)的高效配合,，使得此次任務(wù)僅用約1小時就圓滿完成。
1+1+1=1
中國空間站在設(shè)計之初就運用了系統(tǒng)科學(xué)的思想：系統(tǒng)的各部分各自獨立,，組成系統(tǒng)時又相互聯(lián)系,、相互作用，有機地形成一個整體,。
三艙形成“T”字構(gòu)型后,，以“1+1+1=1”的理念構(gòu)建成為“組合體核心”。其中,，由天和核心艙進行統(tǒng)一的組合體管理,，包括姿態(tài)軌道控制、載人環(huán)境,、熱控,、信息通信等；問天實驗艙與天和核心艙互為備份,，可隨時接替天和核心艙對空間站組合體進行統(tǒng)一管理和控制,；問天實驗艙、夢天實驗艙為開展艙內(nèi)外科學(xué)實驗,，提供支持,。三艙協(xié)同配合、有機統(tǒng)一,，構(gòu)成更加完整可靠的空間站組合體,。
值得一提的是，夢天實驗艙上還配置了由中國航天科技集團五院結(jié)構(gòu)機構(gòu)分系統(tǒng)研制的貨物氣閘艙與艙外展開試驗平臺,，今后需要安裝在艙外的科學(xué)試驗設(shè)備,，可通過貨運飛船運送到空間站，再通過貨物氣閘艙把載荷送到艙外,，由機械臂或者航天員安裝到艙外平臺上,，從而實現(xiàn)艙外試驗項目的不斷更新。
責(zé)任編輯：陳曉芳
