飛天圓夢丨小原理“撬動”復雜太空“變形”

　　央視網消息：根據(jù)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(huán)環(huán)相扣，實現(xiàn)順利轉位要做到“柔、穩(wěn)、準”。

　　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(wěn)。

　　航天科技集團五院空間站系統(tǒng)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(wěn)”的話就是整個轉動過程要穩(wěn)，通過關節(jié)的聯(lián)動來實現(xiàn)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(jié)組成，通過合理使用關節(jié)間的配合協(xié)作，使夢天實驗艙平穩(wěn)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(huán)節(jié)“柔、穩(wěn)、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

　　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(tài)，相當于把它豎起來。那么，為什么要以這種姿態(tài)來進行轉位呢？

　　利用地球引力 保證空間站組合體穩(wěn)定

　　空間站在執(zhí)行轉位任務的時候，首先需要保證的就是姿態(tài)穩(wěn)定。如果姿態(tài)不穩(wěn)，空間站就有可能在太空發(fā)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(wěn)定，科研人員經過反復研究，最終發(fā)現(xiàn)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(tài)，讓它豎立起來，垂直于地球，使它的姿態(tài)能夠自然保持穩(wěn)定。

　　空間站能否在水平飛行狀態(tài)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(fā)動機來穩(wěn)定整個艙體平穩(wěn)的。科研人員發(fā)現(xiàn)，一旦停止姿態(tài)控制，在地球引力和微薄空氣阻力的作用下，空間站的姿態(tài)會立刻發(fā)生改變。

　　航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體設計師 羅超：你在水平的時候這么飛，姿態(tài)控制的時候是可以的，姿態(tài)一停控，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。

　　編輯:丁程浦