大陸專家詳解 夢天實驗艙要轉位、太空站要成T字構型？

11月3日在北京航太飛行控制中心拍攝的太空站夢天實驗艙順利完成轉位的畫面 。（新華社）

大陸專家詳解爲何夢天實驗艙要轉位、太空站要成T字構型？下午神舟十四號太空人乘組進入夢天實驗艙。（大陸央視）

新華社報導，太空站夢天實驗艙3日順利完成轉位。轉位期間，夢天實驗艙先完成相關狀態設置，再與太空站組合體分離，之後採用平面轉位方式經過約1小時完成轉位，與天和核心艙節點艙側向埠再次對接。下午神舟十四號太空人乘組，進入夢天實驗艙。

夢天實驗艙爲什麼要轉位？中國太空站組合體爲何要形成T字基本構型？

轉位動作在中國太空站的建造及後續任務實施中發揮重要作用。問天、夢天兩個實驗艙在發射後，首先與天和核心艙進行前向交會對接，再通過轉位動作從天和核心艙前向對介面移動到側向停泊口，從而完成太空站T字基本構型的建造任務。

爲什麼不能在實驗艙發射後，通過側向交會對接，直接到天和核心艙的兩側呢？航太科技集團五院的專家說，主要有兩方面原因：一是實驗艙與太空站組合體進行側向對接，會因爲質心偏差對太空站姿態造成較大影響，甚至可能會有滾轉失控的風險；二是根據太空站建造方案，兩個實驗艙將在天和核心艙的側向永久停泊，如果選擇側向交會對接，首先需要在天和核心艙兩個側向埠分別配置一套交會對接設備，且這兩套設備只能使用一次，造成資源的浪費。

因此，兩個實驗艙先與核心艙進行前向交會對接，再通過轉位移至核心艙側向停泊口的方案設計是最優的。

爲確保夢天實驗艙轉位任務順利實施，航太科技集團五院研製團隊精心制定了轉位方案。轉位過程中，測控與通信分系統、機械臂分系統等各分系統高效配合，使得此次任務僅用約1小時就圓滿完成。

中國太空站組合體爲何要形成T字基本構型？航太科技集團五院太空站系統總指揮王翔說明，爲了使航天器易於運動控制，構型要保證主結構和品質分佈儘量對稱、緊湊，以獲得好的品質特性。

王翔表示，轉位後的T字基本構型結構對稱，從姿態控制、組合體管理上都是比較穩定的構型，易於組合體的飛行，且由於其受到的地心引力、大氣擾動等影響較爲均衡，太空站姿態控制消耗的推進劑和其他資源較少。若採用非對稱構型，組合體的力矩、質心與所受到的干擾相對於姿態控制、軌道來說都不是對稱的，其飛行效率更低，控制模式更加複雜，一旦構型發生偏轉，就需要付出額外的代價和資源將其控回。

爲了讓T字構型更加穩定可靠，航太科技集團五院的研製團隊着眼於中國太空站的系統集成，一體化設計出整站三艙，構建了一個「組合體核心」，作爲「最強大腦」對整個太空站進行統一管理，保證各艙段、飛行器動作協調。

轉位成功後，問天實驗艙、夢天實驗艙被對向佈置在天和核心艙兩側，形成T字的一橫。這樣的佈局充分利用了每個實驗艙自身近20米長的結構，結合各自資源艙末端配置的雙自由度太陽翼驅動機構，兩對大型太陽翼成爲T字一橫遠端的兩個「大風車」，不管太空站以何種姿勢飛行，都能獲得高效的發電功效。

此外，問天、夢天兩個實驗艙的氣閘艙都分別位於T字一橫的端頭，正常工作泄壓或異常隔離時均不影響其他密封艙段構成連貫太空，可保證太空站運行的安全性。

作爲T字一豎的天和核心艙保持着前向、後向、徑向三向對接的能力。後向可對接貨運太空船，使組合體可以直接利用貨運太空船的發動機進行軌道機動。前向、徑向兩個對介面不僅可以接納兩艘載人太空船實現輪換，且在保持正常三軸穩定對地姿態時，兩對介面都在軌道平面內，即可讓載人太空船在軌道面內沿飛行方向和沿軌道半徑方向直接對接，無需對接後再轉換對介面，使太空人往返更加安全快捷。