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全球動態:飛天圓夢丨小原理“撬動”復雜太空“變形”

2022-11-03 16:24:33 中央廣播電視總臺

央視網消息:根據介紹,在整個夢天實驗艙轉位過程當中,科研人員通過精心設計,每個轉位步驟環環相扣,實現順利轉位要做到“柔、穩、準”?! ?/p>

夢天實驗艙的轉位任務,要完成與核心艙分離、轉位,再與核心艙側向對接口對接這三大步驟,在這其中,首先要講究的就是啟動要柔、轉得要穩。


【資料圖】

航天科技集團五院空間站系統總體設計師 羅超:啟動要緩慢,不能很劇烈地啟動,因為劇烈啟動會對艙體帶來一些干擾,“穩”的話就是整個轉動過程要穩,通過關節的聯動來實現艙體的一個平動緩慢的過程。

夢天實驗艙的轉位是由轉位機構來完成的,轉位機構由兩個關節組成,通過合理使用關節間的配合協作,使夢天實驗艙平穩運動,順利到達目的地。

在完成轉移后,夢天實驗艙還得停得“準”,要能夠與核心艙側向對接口精準對接,這就要靠科研人員賦予轉位機構的高精度定位能力。

正是因為有了前三個環節“柔、穩、準”的保證,才有了最后一個關鍵字——“順”,整個轉位過程順利順暢,夢天實驗艙轉位任務才能取得圓滿成功。

轉位時 空間站組合體垂直于地球

利用地球引力 保證空間站組合體穩定

空間站在軌運行時,都是平行于地球飛行。但在夢天艙轉位過程中,需要將空間站組合體調整到近乎垂直于地球的姿態,相當于把它豎起來。那么,為什么要以這種姿態來進行轉位呢?

空間站在執行轉位任務的時候,首先需要保證的就是姿態穩定。如果姿態不穩,空間站就有可能在太空發生滾動,后果不堪設想。因此,如何讓整個空間站在轉位過程中最穩定,科研人員經過反復研究,最終發現了利用地球引力的方式。

于是,在夢天實驗艙的轉位過程中,科研人員便通過不斷調整空間站的姿態,讓它豎立起來,垂直于地球,使它的姿態能夠自然保持穩定。

空間站能否在水平飛行狀態下轉位?

那么,如果不立起來,就讓空間站再進行轉位可以嗎?答案是否定的。

專家介紹,這里有兩個主要問題就行不通。

首先,由天和核心艙、問天實驗艙以及神舟載人飛船、天舟貨運飛船組成的空間站組合體,總共重量超過60噸,而夢天實驗艙也有20多噸,連接這兩個龐然大物的轉位機構只有100多公斤,轉位過程猶如“四兩撥千斤”。為了在轉位過程中讓轉位機構承受的力最小,所以各個艙段的主動控制手段都必須關閉。

其次,空間站保持水平飛行過程中,是需要通過各個艙段的發動機來穩定整個艙體平穩的??蒲腥藛T發現,一旦停止姿態控制,在地球引力和微薄空氣阻力的作用下,空間站的姿態會立刻發生改變。

航天科技集團五院空間站系統總體設計師 羅超:你在水平的時候這么飛,姿態控制的時候是可以的,姿態一???,它馬上就開始低頭,一低頭這個氣動力就大了,迎風變成這樣的,之后就翻滾起來了,最后可能達到100、200多度,整個一圈一圈翻都是有可能。

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