環(huán)球觀察:從“一”到“L”,問天實驗艙如何成功轉(zhuǎn)位?

2022-09-30 17:44:27


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中新網(wǎng)北京9月30日電 (郭睿 史紀(jì)鑫 商帥)9月30日,中國空間站問天實驗艙從天和核心艙軸向?qū)涌诜蛛x并轉(zhuǎn)位90度至天和核心艙側(cè)向停泊口,兩艙組合體由“一”字構(gòu)型變?yōu)?ldquo;L”構(gòu)型,空間站組合體穩(wěn)定飛行,標(biāo)志著問天實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)取得圓滿成功。

空間站艙段轉(zhuǎn)位技術(shù)是中國空間站建造必須突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。這個看似簡單的動作,實則是空間站任務(wù)和研制團(tuán)隊的一次“大考”,是融合了前向撤離、艙段轉(zhuǎn)位、側(cè)向?qū)拥雀唠y度動作的“組合拳”。

艙段轉(zhuǎn)位期間,百余公斤的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)驅(qū)動二十余噸的實驗艙進(jìn)行大范圍轉(zhuǎn)移,如同用一根扁擔(dān)挑起兩頭大象一樣,屬于動力學(xué)特性最脆弱的狀態(tài)。為確保結(jié)構(gòu)安全,必須暫時關(guān)閉組合體姿態(tài)主動控制,讓空間站在自由漂浮狀態(tài)下完成艙段轉(zhuǎn)位。

本次轉(zhuǎn)位采用平面轉(zhuǎn)位方式。研制團(tuán)隊在地面上使用氣浮臺進(jìn)行了大量轉(zhuǎn)位試驗,充分驗證了轉(zhuǎn)位路徑。此外,空間站始終采用“三艙伴飛”的模式,地面上的“電性空間站”針對此次任務(wù)進(jìn)行了全流程模擬試驗;“云端”中的“數(shù)字空間站”利用多學(xué)科仿真模型,在飛行程序驅(qū)動下開展了轉(zhuǎn)位過程中姿態(tài)預(yù)示、中繼測控鏈路遮擋和能量平衡等多學(xué)科聯(lián)合仿真,充分驗證了轉(zhuǎn)位實施方案的可實施性和轉(zhuǎn)位過程中姿態(tài)、能源、測控通信等多專業(yè)的匹配度。

在2022年1月6日,中國空間站已實施機(jī)械臂輔助貨運(yùn)飛船轉(zhuǎn)位試驗,這是問天實驗艙轉(zhuǎn)位前的一次正式預(yù)演,先后完成了機(jī)械臂捕獲天舟二號、對接機(jī)構(gòu)分離、天舟二號轉(zhuǎn)位、再次對接等一系列預(yù)定動作,為本次問天實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)的成功實施奠定了堅實基礎(chǔ)。

本次轉(zhuǎn)位任務(wù)的成功,離不開空間站各分系統(tǒng)間大力協(xié)同。據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站問天實驗艙副主任設(shè)計師羅超介紹,轉(zhuǎn)位過程中,空間站機(jī)械臂分系統(tǒng)始終作為轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的備份手段,保障平臺安全;GNC分系統(tǒng)始終精準(zhǔn)控制,確保組合體以最高穩(wěn)定度進(jìn)入??貭顟B(tài);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;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……

按照計劃,空間站“L”構(gòu)型組合體將持續(xù)飛行1個月,后續(xù)還將迎接夢天實驗艙組成T字構(gòu)型,全面建成中國空間站。(完)

標(biāo)簽: 問天實驗艙

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