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飞天圆梦丨小原理“撬动”复杂太空“变形”

2022-11-3 13:57:03    来源：央视网

央视网消息：根据介绍，在整个梦天实验舱转位过程当中，科研人员通过精心设计，每个转位步骤环环相扣，实现顺利转位要做到“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。

航天科技集团五院空间站系统总体设计师 罗超：启动要缓慢，不能很剧烈地启动，因为剧烈启动会对舱体带来一些干扰，“稳”的话就是整个转动过程要稳，通过关节的联动来实现舱体的一个平动缓慢的过程。

梦天实验舱的转位是由转位机构来完成的，转位机构由两个关节组成，通过合理使用关节间的配合协作，使梦天实验舱平稳运动，顺利到达目的地。

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”，整个转位过程顺利顺畅，梦天实验舱转位任务才能取得圆满成功。

转位时 空间站组合体垂直于地球

空间站在轨运行时，都是平行于地球飞行。但在梦天舱转位过程中，需要将空间站组合体调整到近乎垂直于地球的姿态，相当于把它竖起来。那么，为什么要以这种姿态来进行转位呢？

利用地球引力 保证空间站组合体稳定

空间站在执行转位任务的时候，首先需要保证的就是姿态稳定。如果姿态不稳，空间站就有可能在太空发生滚动，后果不堪设想。因此，如何让整个空间站在转位过程中最稳定，科研人员经过反复研究，最终发现了利用地球引力的方式。

于是，在梦天实验舱的转位过程中，科研人员便通过不断调整空间站的姿态，让它竖立起来，垂直于地球，使它的姿态能够自然保持稳定。

空间站能否在水平飞行状态下转位？

那么，如果不立起来，就让空间站再进行转位可以吗？答案是否定的。

专家介绍，这里有两个主要问题就行不通。

首先，由天和核心舱、问天实验舱以及神舟载人飞船、天舟货运飞船组成的空间站组合体，总共重量超过60吨，而梦天实验舱也有20多吨，连接这两个庞然大物的转位机构只有100多公斤，转位过程犹如“四两拨千斤”。为了在转位过程中让转位机构承受的力最小，所以各个舱段的主动控制手段都必须关闭。

其次，空间站保持水平飞行过程中，是需要通过各个舱段的发动机来稳定整个舱体平稳的。科研人员发现，一旦停止姿态控制，在地球引力和微薄空气阻力的作用下，空间站的姿态会立刻发生改变。

航天科技集团五院空间站系统总体设计师 罗超：你在水平的时候这么飞，姿态控制的时候是可以的，姿态一停控，它马上就开始低头，一低头这个气动力就大了，迎风变成这样的，之后就翻滚起来了，最后可能达到100、200多度，整个一圈一圈翻都是有可能。