扁担两头直打一数字
中国青年报客户端北京9月30日电（中青报·中青网记者 邱晨辉）今天，中国空间站问天实验舱从天和核心舱轴向对接口分离并转位90度至天和核心舱侧向停泊口，两舱组合体由“一”字构型变为“L”构型，空间站组合体稳定飞行，标志着问天实验舱转位任务取得圆满成功。
空间站舱段转位技术是中国空间站建造必须突破的关键技术之一。这个看似简单的动作，实则是空间站任务和研制团队的一次“大考”，是融合了前向撤离、舱段转位、侧向对接等高难度动作的“组合拳”。
此次转位任务由中国航天科技集团五院抓总负责。为确保任务顺利实施，研制团队组织实施开展了大量设计验证工作。
研制团队介绍，舱段转位期间，百余公斤的转位机构驱动二十余吨的实验舱进行大范围转移，如同用一根扁担挑起两头大象一样，属于动力学特性最脆弱的状态。为确保结构安全，必须暂时关闭组合体姿态主动控制，让空间站在自由漂浮状态下完成舱段转位。
可是，让空间站组合体这样一个几十吨的“庞然大物”在太空中处于被动稳定的状态谈何容易。为此，研制团队进行了多轮头脑风暴。
“要不借鉴钟摆原理先把组合体立起来试试看”“要不再让组合体转个身，向后转位！”
“这样一来组合体靠重力作用像钟摆一样稳定了对地轴，靠问天实验舱上两个大型太阳翼像羽毛球一样稳定了偏航轴，从而形成三轴被动稳定飞行状态”……
在研制人员的思路碰撞中，此次转位中发挥关键作用的被动稳定转位方案逐渐明确。
研制团队在地面上使用气浮台进行了大量转位试验，验证了转位路径。
此外，空间站始终采用“三舱伴飞”的模式，地面上的“电性空间站”针对此次任务进行了全流程模拟试验；“云端”中的“数字空间站”利用多学科仿真模型，在飞行程序驱动下开展了转位过程中姿态预示、中继测控链路遮挡和能量平衡等多学科联合仿真，充分验证了转位实施方案的可实施性和转位过程中姿态、能源、测控通信等多专业的匹配度。
2022年1月6日，中国空间站已实施机械臂辅助货运飞船转位试验，这是问天实验舱转位前的一次正式预演，先后完成了机械臂捕获天舟二号、对接机构分离、天舟二号转位、再次对接等一系列预定动作，为此次问天实验舱转位任务的成功实施奠定了基础。
据航天科技集团五院空间站问天实验舱副主任设计师罗超介绍，转位过程中，空间站机械臂分系统始终作为转位机构的备份手段，保障平台安全；GNC分系统始终精准控制，确保组合体以最高稳定度进入停控状态；测控与通信分系统在天地间搭建起畅通的通信链路，传输高清图像，使得整个转位过程100%受控；数管分系统发挥‘智能大脑’作用，处置一系列复杂指令，全程零差错……
按照计划，空间站L构型组合体将持续飞行1个月，后续还将迎接梦天实验舱组成T字构型，形成三舱基本构型的中国空间站。
来源：中国青年报客户端
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