環(huán)球觀察:從“一”到“L”,問天實驗艙如何成功轉位?

2022-09-30 17:44:27


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中新網北京9月30日電 (郭睿 史紀鑫 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?yōu)?ldquo;L”構型,空間站組合體穩(wěn)定飛行,標志著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“大考”,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”。

艙段轉位期間,百余公斤的轉位機構驅動二十余噸的實驗艙進行大范圍轉移,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態(tài)。為確保結構安全,必須暫時關閉組合體姿態(tài)主動控制,讓空間站在自由漂浮狀態(tài)下完成艙段轉位。

本次轉位采用平面轉位方式。研制團隊在地面上使用氣浮臺進行了大量轉位試驗,充分驗證了轉位路徑。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”針對此次任務進行了全流程模擬試驗;“云端”中的“數(shù)字空間站”利用多學科仿真模型,在飛行程序驅動下開展了轉位過程中姿態(tài)預示、中繼測控鏈路遮擋和能量平衡等多學科聯(lián)合仿真,充分驗證了轉位實施方案的可實施性和轉位過程中姿態(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,先后完成了機械臂捕獲天舟二號、對接機構分離、天舟二號轉位、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(tǒng)間大力協(xié)同。據(jù)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,轉位過程中,空間站機械臂分系統(tǒng)始終作為轉位機構的備份手段,保障平臺安全;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);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,處置一系列復雜指令,全程零差錯……

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

標簽: 問天實驗艙

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