世界首創/太空泊車 問天艙L形轉位迎「夢天」

中國空間站在400公里的高空上演高難度的「太空泊車」。9月30日12時44分，經過約1小時的天地協同，中國空間站問天實驗艙完成轉位。重達23噸的問天艙成功轉位至天和核心艙側向停泊口，空間站主體結構從「一」型轉為「L」型，正以全新的姿態翹首盼望夢天實驗艙的到來。這是中國首次實施的航天器在軌轉位試驗，也是國際上首次以平面式轉位方案完成航天器轉位的成功嘗試。\大公報記者 劉凝哲北京報道

問天艙轉位，是中國空間站完成的又一項超高難度動作，被稱為是在400公里高空上一場驚心動魄的「太空泊車」。按照建造方案，在空間站組裝建造階段，陸續發射的兩個實驗艙將對稱分布於核心艙節點艙的兩個側向停泊口，從而完成空間站「T字」基本構型的建造任務。

如同用扁擔挑起兩頭大象

「問天實驗艙是我國目前最大的單體航天器，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。」航天科技集團八院空間站系統副總師魏智表示，「好比我們用手推一根木棍的底部，如果沿着它的方向直推過去，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『四両撥千斤』，使空間站的姿態失穩。」魏智說，因此，兩個實驗艙都需要先軸向對接於核心艙節點艙前向端口，再通過轉位，移至側向停泊口。

看似簡單的艙段轉位，實則是空間站任務和研製團隊的一次「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」。據航天科技集團五院專家介紹，在艙段轉位期間，百餘公斤的轉位機構驅動23噸的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。

為讓問天艙轉位過程變得更加平穩、順利，研製團隊幾經論證，並綜合對比國際空間站轉位方案，創造性提出「平面式轉位方案」，這是國際上首次以平面式轉位方案完成航天器的轉位動作。魏智介紹道，俄羅斯「和平號」空間站採用的是翻轉式組裝方案，但這一方案在艙體轉位到位後，艙體姿態會發生90°的翻轉，而此次中國採用的方案則是讓問天艙在同一平面內進行轉位，轉位動作對空間站組合體的姿態擾動較小，更易於空間站的姿態控制。

將與夢天艙組「T」字構型

今年1月6日，空間站機械臂轉位貨運飛船試驗取得圓滿成功，這是中國首次利用空間站機械臂操作大型在軌飛行器進行轉位試驗，也是問天實驗艙轉位前的一次正式預演。這次轉位試驗先後完成了機械臂捕獲天舟二號、對接機構分離、天舟二號轉位、兩艙再次對接等一系列預定動作，為問天實驗艙轉位任務成功實施奠定了堅實基礎。

按照計劃，空間站「L」構型組合體將持續飛行1個月，後續將迎接夢天實驗艙組成「T」字構型，中國空間站即將全面建成。