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中国空间站“T”字基本构型完成
 
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2022年11月04日 >> 10版:聚焦中国
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梦天实验舱转位成功

中国空间站“T”字基本构型完成

桂林晚报 新闻    时间:2022年11月04日    来源:桂林晚报

　　3日，空间站梦天实验舱顺利完成转位，中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。新华社发
　　11月3日，在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员陈冬（中）、刘洋（左）、蔡旭哲进入梦天实验舱。新华社发
　　作为中国空间站第三个舱段也是最后一环的梦天实验舱，10月31日在海南搭乘长征五号B遥四运载火箭发射升空。11月3日，空间站梦天实验舱顺利完成转位。转位期间，梦天实验舱先完成相关状态设置，再与空间站组合体分离，之后采用平面转位方式经过约1小时完成转位，与天和核心舱节点舱侧向端口再次对接。
　　11月3日15时12分，神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。后续，神舟十四号航天员乘组将在空间站内先后迎接天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船的访问，届时神舟十四号、十五号两个乘组将完成中国航天史上首次航天员乘组在轨轮换。

实现顺利转位
要做到“柔 稳 准”
　　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。问天、梦天两个实验舱在发射后，首先与天和核心舱进行前向交会对接，再通过转位动作从天和核心舱前向对接口移动到侧向停泊口，从而完成空间站“T”字基本构型的建造任务。
　　为什么不能在实验舱发射后，通过侧向交会对接，直接到天和核心舱的两侧呢？航天科技集团五院的专家告诉记者，主要有两方面原因：一是实验舱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，甚至可能会有滚转失控的风险；二是根据空间站建造方案，两个实验舱将在天和核心舱的侧向永久停泊，如果选择侧向交会对接，首先需要在天和核心舱两个侧向端口分别配置一套交会对接设备，且这两套设备只能使用一次，造成资源的浪费。
　　因此，两个实验舱先与核心舱进行前向交会对接，再通过转位移至核心舱侧向停泊口的方案设计是最优的。
　　为确保梦天实验舱转位任务顺利实施，航天科技集团五院研制团队精心制定了转位方案，每个转位步骤环环相扣，整个过程有四大难点，要做到“柔、稳、准”。 
　　梦天实验舱的转位任务，要完成与核心舱分离、转位，再与核心舱侧向对接口对接这三大步骤，在这其中，首先要讲究的就是启动要柔，转得要稳。在完成转移后，梦天实验舱还得停得“准”，要能够与核心舱侧向对接口精准对接，这就要靠科研人员赋予转位机构的高精度定位能力。正是因为有了前三个环节“柔、稳、准”的保证，才有了最后一个关键字——“顺”。转位过程中，测控与通信分系统、机械臂分系统等各分系统高效配合，使得此次任务仅用约1小时就圆满完成。

航天员活动空间
再添32立方米
　　据专家介绍，梦天实验舱密封舱容积近110立方米，可为航天员提供约32立方米活动空间，其中工作舱是航天员在“梦天”舱内的主要活动区域，设置工作区、锻炼区与存储区，锻炼区配置了航天员抗阻锻炼设备——类似健身房的划船机。
　　“梦天”实验舱是三舱中支持载荷能力最强的舱段，提供13个标准科学实验柜安装空间，主要面向微重力科学研究。此行，“梦天”带了大量的随舱包裹，航天员开舱后将经历一个相当忙碌的启用过程。为此，航天员已经把要用到的工具、设备、用品提前准备好了，保证后续工作按时间节点完成。

“T”字构型便于稳定管理
　　那么，我国空间站组合体为何要形成“T”字基本构型？航天科技集团五院空间站系统总指挥王翔介绍，为了使航天器易于运动控制，构型要保证主结构和质量分布尽量对称、紧凑，以获得好的质量特性。
　　王翔表示，转位后的“T”字基本构型结构对称，从姿态控制、组合体管理上都是比较稳定的构型，易于组合体的飞行，且由于其受到的地心引力、大气扰动等影响较为均衡，空间站姿态控制消耗的推进剂和其他资源较少。若采用非对称构型，组合体的力矩、质心与所受到的干扰相对于姿态控制、轨道来说都不是对称的，其飞行效率更低，控制模式更加复杂，一旦构型发生偏转，就需要付出额外的代价和资源将其控回。
　　为了让“T”字构型更加稳定可靠，航天科技集团五院的研制团队着眼于中国空间站的系统集成，一体化设计出整站三舱，构建了一个“组合体核心”，作为“最强大脑”对整个空间站进行统一管理，保证各舱段、飞行器动作协调。
　　转位成功后，问天实验舱、梦天实验舱被对向布置在天和核心舱两侧，形成“T”字的一横。这样的布局充分利用了每个实验舱自身近20米长的结构，结合各自资源舱末端配置的双自由度太阳翼驱动机构，两对大型太阳翼成为“T”字一横远端的两个“大风车”，不管空间站以何种姿势飞行，都能获得高效的发电功效。
　　此外，问天、梦天两个实验舱的气闸舱都分别位于“T”字一横的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不影响其他密封舱段构成连贯空间，可保证空间站运行的安全性。
　　作为“T”字一竖的天和核心舱保持着前向、后向、径向三向对接的能力。后向可对接货运飞船，使组合体可以直接利用货运飞船的发动机进行轨道机动。前向、径向两个对接口不仅可以接纳两艘载人飞船实现轮换，且在保持正常三轴稳定对地姿态时，两对接口都在轨道平面内，即可让载人飞船在轨道面内沿飞行方向和沿轨道半径方向直接对接，无需对接后再转换对接口，使航天员往返更加安全快捷。
　　综合新华社、央视新闻　　
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