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飞天圆梦丨小原理“撬动”复杂太空“变形”

2022-11-03 14:20 来源:央视网 责任编辑:付 琳
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摘要:于是,在梦天实验舱的转位过程中,科研人员便通过不断调整空间站的姿态,让它竖立起来,垂直于地球,使它的姿态能够自然保持稳定。

央视网消息:根据介绍,在整个梦天实验舱转位过程当中,科研人员通过精心设计,每个转位步骤环环相扣,实现顺利转位要做到“柔、稳、准”。

梦天实验舱的转位任务,要完成与核心舱分离、转位,再与核心舱侧向对接口对接这三大步骤,在这其中,首先要讲究的就是启动要柔、转得要稳。

航天科技集团五院空间站系统总体设计师 罗超:启动要缓慢,不能很剧烈地启动,因为剧烈启动会对舱体带来一些干扰,“稳”的话就是整个转动过程要稳,通过关节的联动来实现舱体的一个平动缓慢的过程。

梦天实验舱的转位是由转位机构来完成的,转位机构由两个关节组成,通过合理使用关节间的配合协作,使梦天实验舱平稳运动,顺利到达目的地。

在完成转移后,梦天实验舱还得停得“准”,要能够与核心舱侧向对接口精准对接,这就要靠科研人员赋予转位机构的高精度定位能力。

正是因为有了前三个环节“柔、稳、准”的保证,才有了最后一个关键字——“顺”,整个转位过程顺利顺畅,梦天实验舱转位任务才能取得圆满成功。

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  转位时 空间站组合体垂直于地球

空间站在轨运行时,都是平行于地球飞行。但在梦天舱转位过程中,需要将空间站组合体调整到近乎垂直于地球的姿态,相当于把它竖起来。那么,为什么要以这种姿态来进行转位呢?

利用地球引力 保证空间站组合体稳定

空间站在执行转位任务的时候,首先需要保证的就是姿态稳定。如果姿态不稳,空间站就有可能在太空发生滚动,后果不堪设想。因此,如何让整个空间站在转位过程中最稳定,科研人员经过反复研究,最终发现了利用地球引力的方式。

于是,在梦天实验舱的转位过程中,科研人员便通过不断调整空间站的姿态,让它竖立起来,垂直于地球,使它的姿态能够自然保持稳定。

 空间站能否在水平飞行状态下转位?

那么,如果不立起来,就让空间站再进行转位可以吗?答案是否定的。

专家介绍,这里有两个主要问题就行不通。

首先,由天和核心舱、问天实验舱以及神舟载人飞船、天舟货运飞船组成的空间站组合体,总共重量超过60吨,而梦天实验舱也有20多吨,连接这两个庞然大物的转位机构只有100多公斤,转位过程犹如“四两拨千斤”。为了在转位过程中让转位机构承受的力最小,所以各个舱段的主动控制手段都必须关闭。

其次,空间站保持水平飞行过程中,是需要通过各个舱段的发动机来稳定整个舱体平稳的。科研人员发现,一旦停止姿态控制,在地球引力和微薄空气阻力的作用下,空间站的姿态会立刻发生改变。

航天科技集团五院空间站系统总体设计师 罗超:你在水平的时候这么飞,姿态控制的时候是可以的,姿态一停控,它马上就开始低头,一低头这个气动力就大了,迎风变成这样的,之后就翻滚起来了,最后可能达到100、200多度,整个一圈一圈翻都是有可能。

责任编辑:付 琳

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