大陆太空站完成「太空泊车」上海航太专家揭秘背后高科技

澎湃新闻1日报导，中国太空站的问天实验舱9月30日12时44分完成转位，太空站组合体由两舱（天和核心舱、问天实验舱）「一」字构型转变为「L」字构型。这是中国首次利用转位机制在轨实施大体量舱段转位操作。后续，太空站组合体将等待梦天实验舱发射、交会对接后，还将转位形成太空站三舱「T」字构型组合体。上海航太八院（八院）指出，在被航太界形象比喻为「太空泊车」的此次任务中，八院805所设计研制的对接与转位分系统发挥了关键作用，确保转位过程起得柔、转得稳、停得准、对得顺，让首次「太空泊车」成功完成。

为什么要「太空泊车」？其背后又有哪些高科技在支撑？八院专家对此揭秘。

八院太空站系统产保经理魏智表示，按照中国太空站建造方案，在太空站组装建造阶段，陆续发射的两个实验舱（问天实验舱、梦天实验舱）将对称分布于天和核心舱节点舱的两个侧向停泊口，完成太空站「T字」基本构型的建造任务。

「问天实验舱是中国目前最大的单体航天器，如果直接与太空站组合体侧向对接，会因为质心偏差，对太空站姿态造成较大影响，甚至会出现滚转失控的风险」，魏智解释道，「就像是我们用手推一根木棍的底部，如果是沿着它的方向直推过去的话，木棍会径直向前走；如果从侧面撞过去，木棍则会发生较大的偏转。在太空的微重力状态下，偏离质心的力足以让太空站的姿态失稳。」因此，两个实验舱都将先轴向对接于前向埠（类似于手推木棍底部），再通过转位移至侧向停泊口。转位动作的成败，直接关乎中国太空站的建造及后续任务实施。

为了让问天实验舱的转位过程变得更加平稳、顺利，八院805所对接与转位研制团队几经论证，并综合对比国际太空站的转位方案，创造性提出了「平面式转位方案」，这是国际上首次以平面式转位方案完成航天器的转位动作。

魏智说，俄罗斯「和平号」太空站採用的是翻转式组装方案，但这一方案在舱体转位到位后，舱体姿态会发生90°的翻转，而中国採用的方案，则是让问天实验舱在同一平面内转位，此时由于质心运动轨迹也处在一个平面，转位动作对太空站组合体的姿态扰动较小，更易于太空站的姿态控制。

问天实验舱成功转位至侧向停泊口后，需要与天和核心舱完成侧向再对接，也就是最后一步动作——「倒车入库」。

首先，转位机构要具有位置保持的能力，让23吨的实验舱以「悬停姿态」做好对接准备；其次，对接机构则要改变以往「粗暴的强吻」方式，採用一种全新的捕获对接方式，也就是「准静态对接技术」。

上海航太专家透露，其方式是由实验舱的对接机构主动推出对接环实现捕获，这一「吻」更轻盈、也更温柔。

为了实现完美的「倒车入库」，八院身经百战的太空站「老手」——对接机构已在21次在轨试验和数千次地面试验中进行了充分的双重验证，确保胜任此次全新的对接考验。