記者李宗芳/綜合報導
大陸夢天實驗艙預計10月發射升空,30日中午,經過約1小時的天地協同,問天實驗艙「華麗轉身」完成轉位。這是大陸首次利用轉位機構在軌實施大體量艙段轉位操作。問天實驗艙轉位完成後,空間站組合體由兩艙「一」字構型轉變為兩艙「L」構型。
30日在北京航天飛行控制中心拍攝的問天實驗艙轉位畫面。(圖/新華社)
據大陸載人航天工程辦公室公布,9月30日12時44分,經過約1小時的天地協同,問天實驗艙順利完成轉位。轉位期間,問天實驗艙首先完成相關狀態設置,而後與天和核心艙分離,之後採用平面轉位方式完成轉位,並與節點艙側向端口再對接。
這是大陸首次利用轉位機構在軌實施大體量艙段轉位操作。問天實驗艙轉位完成後,空間站組合體由兩艙「一」字構型轉變為兩艙「L」構型。後續,空間站組合體將以「L」構型在軌飛行,等待夢天實驗艙發射、交會對接後,還將轉位形成空間站三艙「T」構型組合體。
空間站艙段轉位技術是大陸空間站建造所必須突破的關鍵技術之一。看似簡單,卻融合了前向撤離、艙段轉位、側向對接等高難度動作。來自航天科技集團五院的專家接受新華社採訪稱,艙段轉位期間,由百餘公斤的轉位機構驅動20多噸的問天實驗艙進行大範圍轉移,如同「用一根扁擔挑起兩頭大象」,屬於動力學特性最脆弱的狀態,兩端輕微振動就可能產生嚴重後果。為確保結構安全,必須暫時關閉組合體姿態主動控制,讓空間站在自由漂浮狀態下完成艙段轉位。
問天實驗艙與天和核心艙分離,採用平面轉位方式進行轉位。(圖/新華社)
此外,問天實驗艙如果直接與空間站組合體進行側向對接,會因為質心偏差對空間站姿態造成較大影響,甚至會出現滾轉失控的風險。「就像用手推一根木棍的底部,如果沿著它的方向直推過去的話,木棍會徑直向前走。如果從側面撞過去,木棍則會發生較大的偏轉。在太空的微重力狀態下,偏離質心的力足以讓空間站的姿態失穩。」航天科技集團八院空間站系統產品保證經理魏智解釋說。
為了讓問天實驗艙的轉位過程變得更加平穩,航天科技集團八院805所對接與轉位研製團隊幾經論證,並綜合對比國際空間站的轉位方案,創造性地提出了「平面式轉位方案」。
魏智介紹,我們採用的方案是讓問天實驗艙在同一平面內進行轉位,此時由於質心的運動軌跡也處在一個平面,轉位動作對空間站組合體的姿態擾動較小,更易於控制空間站的姿態。同時,本次轉位任務的成功,也離不開空間站各分系統間的大力協同。