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9月30日，空間站問天實驗艙從天和核心艙軸向?qū)涌诜蛛x并轉(zhuǎn)位90度至天和核心艙側(cè)向停泊口，兩艙組合體由一字構(gòu)型變?yōu)長構(gòu)型，空間站組合體穩(wěn)定飛行，標(biāo)志著問天實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)取得圓滿成功。

空間站艙段轉(zhuǎn)位技術(shù)是中國空間站建造必須突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。這個看似簡單的動作，實則是空間站任務(wù)和研制團隊的一次大的考驗，是融合了前向撤離、艙段轉(zhuǎn)位、側(cè)向?qū)拥雀唠y度動作的“組合拳”。

本次轉(zhuǎn)位任務(wù)由中國航天科技集團五院抓總負(fù)責(zé)。為確保任務(wù)順利實施，研制團隊組織實施開展了大量設(shè)計驗證工作。

艙段轉(zhuǎn)位期間，由百余公斤的轉(zhuǎn)位機構(gòu)驅(qū)動二十余噸的實驗艙進行大范圍轉(zhuǎn)移，如同用一根扁擔(dān)挑起兩頭大象一樣，屬于動力學(xué)特性最脆弱的狀態(tài)，兩端輕微振動就可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。為確保結(jié)構(gòu)安全，必須暫時關(guān)閉組合體姿態(tài)主動控制，讓空間站在自由漂浮狀態(tài)下完成艙段轉(zhuǎn)位。

可是，讓空間站組合體這樣一個幾十噸的“龐然大物”在太空中處于被動穩(wěn)定的狀態(tài)談何容易。為此，研制團隊進行了多輪頭腦風(fēng)暴，“要不借鑒鐘擺原理先把組合體立起來試試看”“要不再讓組合體轉(zhuǎn)個身，向后轉(zhuǎn)位！”“這樣一來組合體靠重力作用像鐘擺一樣穩(wěn)定了對地軸，靠問天實驗艙上兩個大型太陽翼像羽毛球一樣穩(wěn)定了偏航軸，從而形成三軸被動穩(wěn)定飛行狀態(tài)”……在研制人員的思路碰撞中，本次轉(zhuǎn)位中發(fā)揮關(guān)鍵作用的被動穩(wěn)定轉(zhuǎn)位方案逐漸明確。

此前，在2022年1月6日，實施了機械臂輔助貨運飛船轉(zhuǎn)位試驗，這是問天實驗艙轉(zhuǎn)位前的一次正式預(yù)演，先后完成了機械臂捕獲天舟二號、對接機構(gòu)分離、天舟二號轉(zhuǎn)位、兩艙再次對接等一系列預(yù)定動作，為本次問天實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)的成功實施奠定了堅實基礎(chǔ)。

本次轉(zhuǎn)位任務(wù)的成功，離不開空間站各分系統(tǒng)間大力協(xié)同。據(jù)中國航天科技集團五院空間站問天實驗艙副主任設(shè)計師羅超介紹，“過程中，空間站機械臂分系統(tǒng)始終作為轉(zhuǎn)位機構(gòu)的備份手段，保障平臺安全；GNC分系統(tǒng)始終精準(zhǔn)控制，確保組合體以最高穩(wěn)定度進入?？貭顟B(tài)；測控與通信分系統(tǒng)在天地間搭建起暢通的通信鏈路，傳輸高清圖像，使得整個轉(zhuǎn)位過程100%受控；數(shù)管分系統(tǒng)發(fā)揮‘智能大腦’作用，處置一系列復(fù)雜指令，全程零差錯……”由于各分系統(tǒng)的高效配合，使得此次任務(wù)在僅一個小時左右的時間圓滿完成，進一步確保了空間站組合體安全。

按照計劃，空間站L構(gòu)型組合體將持續(xù)飛行1個月，后續(xù)還將迎接夢天實驗艙組成T字構(gòu)型，形成三艙基本構(gòu)型的中國空間站。

（作者 余建斌 郭睿 史紀(jì)鑫 商帥）