飛天圓夢丨小原理“撬動”復雜太空“變形”

央視網(wǎng)消息：根據(jù)介紹，在整個夢天實驗艙轉(zhuǎn)位過程當中，科研人員通過精心設(shè)計，每個轉(zhuǎn)位步驟環(huán)環(huán)相扣，實現(xiàn)順利轉(zhuǎn)位要做到“柔、穩(wěn)、準”。

夢天實驗艙的轉(zhuǎn)位任務，要完成與核心艙分離、轉(zhuǎn)位，再與核心艙側(cè)向?qū)涌趯舆@三大步驟，在這其中，首先要講究的就是啟動要柔、轉(zhuǎn)得要穩(wěn)。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體設(shè)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(zhuǎn)動過程要穩(wěn)，通過關(guān)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(zhuǎn)位是由轉(zhuǎn)位機構(gòu)來完成的，轉(zhuǎn)位機構(gòu)由兩個關(guān)節(jié)組成，通過合理使用關(guān)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(zhuǎn)移后，夢天實驗艙還得停得“準”，要能夠與核心艙側(cè)向?qū)涌诰珳蕦?，這就要靠科研人員賦予轉(zhuǎn)位機構(gòu)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(guān)鍵字——“順”，整個轉(zhuǎn)位過程順利順暢，夢天實驗艙轉(zhuǎn)位任務才能取得圓滿成功。

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　　轉(zhuǎn)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(zhuǎn)位過程中，需要將空間站組合體調(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)想。因此，如何讓整個空間站在轉(zhuǎn)位過程中最穩(wěn)定，科研人員經(jīng)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(zhuǎn)位過程中，科研人員便通過不斷調(diào)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(zhuǎn)位？

那么，如果不立起來，就讓空間站再進行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)位機構(gòu)只有100多公斤，轉(zhuǎn)位過程猶如“四兩撥千斤”。為了在轉(zhuǎn)位過程中讓轉(zhuǎn)位機構(gòu)承受的力最小，所以各個艙段的主動控制手段都必須關(guān)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?？蒲腥藛T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(shè)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?？?，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。