2022年9月30日，经过约1个小时的天地协同开云三公，问天实验舱完成转位，中国空间站组合体暂时由“一”字构型变成“L”构型。11月3日，梦天实验舱通过相似的转位身手，使空间站形成了“T”字构型。那么空间站舱段转位需克服哪些本事难关？两次舱段转位又有何亮点呢？就让咱们一探究竟吧。

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为什么空间站要“翻飞”起来拼装？

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问天实验舱辐射之初，对接在天和中枢舱节点舱正前列接口，形成了“一”字构型。10月31日，梦天实验舱辐射，次日得手对接于天和中枢舱前向端口。

有东谈主不禁酷好：为什么两个实验舱不径直对接到节点舱侧面接口，“一步到位”齐全最终气象呢？

这主如果因为空间站组合体遵命第一天下速率翱游，经计算长远，如果实验舱径直从侧面接近天和中枢舱，即使两者的轨谈之间只须很小的夹角，两边的相对速率也会至极可不雅，不行摈斥因限度差错导致撞击的风险。

这样的撞击显然是科研东谈主员无法接受的。固然空间站各舱段在瞎想和制造的历程中齐充分商量到强度问题，但航天器受到输送火箭辐射能力的限度，不可能刻意无尽加固，当然不行承受住高速撞击。更况且，即便舱段安全，形成姿态剧烈变化也会隐患重重。

是以两个实验舱起头齐被辐射到天和中枢舱的前列，处在团结个平面和轨谈上，以很小的相对速率值徐徐接近，延伸对接。

按照轨谈能源学的基本原则，在这个对接历程中，两者的轨谈高度仍会发生相对变化，但只须速率差限度得好，轨谈高度变化就会很微弱，不会超出对接机构的抵偿能力鸿沟。

初步对接完成后，经过一段时分测试，天地团队证实实验舱的气象平素，就会动用机械臂赞助，把实验舱转机到天和中枢舱的侧面临接口上。

可能有东谈主合计：天外处于失重气象，机械臂处置20多吨的东西应该贫瘠不大。

事实上，大型舱段出动所产生的惯性阻隔冷漠。如果在转位历程中没限度好速率，就会超出机械臂的扭矩鸿沟，发生险情。是以实验舱的转位历程至极严慎，还需要得回力矩陀螺协助。

力矩陀螺的“孝顺”在那儿呢？由角动量守恒旨趣决定，只须机械臂把实验舱向侧面出动小数，那么天和中枢舱就会发生相应的角度变化，朝着反标的动掸小数。在这个历程中，空间站的轨谈标的其实没变，但偏航角会发生很大的变化，这关于太阳翼帆板、散热板、数传天线等斥地的责任是不利的，是以就需要靠力矩陀螺“消化”这部分角动量，使空间站组合体保捏天和中枢舱与轨谈切线平行的气象。

天外恬澹大气会对空间站产生什么“蝴蝶效应”？

从表面上说，在真空环境里，任何体式的物体齐不错保捏原来的通顺气象，不会发生姿态和标的的更正。干系词，推行不会这样理念念化。空间站开动轨谈高度达到数百千米，大气还是相当恬澹，但仍然会不停蚁集微弱的大气阻力，徐徐对航天器的姿态和轨谈形成权贵影响，是以近地轨谈航天器关于姿态限度仍然需要前怕狼。

例如来说，当问天实验舱对接到节点舱侧面临接口之后，大气阻力问题就阻隔冷漠了。问天号实验舱长17.9米，大柱段直径达4.2米，加上太阳翼帆板，至极于在空间站正前列形成了庞大的逆风面。

对比海外同类，国际空间站因为大气阻力等问题，每月轨谈高度齐会下落2千米傍边，必须由飞船升轨抵偿。那么中国空间站实验舱遭逢的阻力问题也会激发各式后果，比如使统共空间站组合体产生一定的扭矩。干系扭矩如果不进行改造的话，空间站组合体就会被激动着旋转起来，向一侧过度动掸。

相通以问天舱的转位历程为例，假如“L”的直角过火最终安然地指向轨谈翱游标的，而问天舱、天和中枢舱各安宁轨谈标的两侧呈45度角，那么关于太阳能发电、散热和无线电通讯齐不是好位置。另外，其时空间站组合体必须为管待梦天实验舱作念好准备，空间站组合体也必须回到平素位置，准备晴天和中枢舱的正前列对接口。

要作念到这小数，必须靠力矩陀螺和推力器聚拢作用，把回击衡空气阻力形成的扭矩重新均衡。一般来说，这种瞎想内的责任更倾向于使使劲矩陀螺，因为空间站上佩戴的燃料是选藏且有限的，必须量入为主使用。固然货运飞船会按时为空间站送去补给，但天外环境复杂不吉，空间站必须随时准备搪塞无意情况。假如出现天外垃圾、轻微天体、航天器等非常接近的情况，空间站就需要消耗选藏的燃料，更正轨谈，保险航天员和斥地安全。

11月初，梦天实验舱初步和空间站组合体对接后，又完成了转位责任，最终对接到另一个标的的天和中枢舱侧向接口上，而这相通是力矩陀螺、机械臂紧密互助的扫尾。

跟着11月3日梦天实验舱转位完成，中国空间站组合体形成了较均衡的气象：天和中枢舱对接口的径向是神舟载东谈主飞船，两侧差异是问天舱和梦天舱，后方对接口上是天舟货运飞船。

在航天员“天外接班”的时候，节点舱对接口还要迎来神舟载东谈主飞船，相通需要面临阻力回击衡的问题。不外神舟飞船的“逆风面积”比较小，形成的回击衡扭矩也会相对细微好多，使劲矩陀螺浅薄改栽种有望贬责。

中国空间站转位决策有什么上风？

海外的空间站此前阅历过舱段转位，继承的是垂直转位决策，转位后组合体姿态会发生大幅变化。事实上，中国空间站是国际上第一个继承平面转位决策的，成果更优。不外，比拟20多吨重的大型舱段，只须100多千克的机械臂衔接两舱，风险不小，是以实验舱转位历程被形容为“一根扁担挑起两端大象”。

统共转位历程中最大的限度成分应该是惯性。由于物体的动能与速率的平方成正比，如果转位速率太快，形成的冲击力就相当权贵，会给转位机构和机械臂带来庞大的扭矩，易形成斥地损坏。罕见是在舱段需要停驻的时候，如果出现刹车式情况，惯性可能使机械臂有报废的危机。因此，平面转位条目天地团队对舱段、机械臂开动速率进行精准计算和严格限度。据公开报谈称，科研单元在大地设施上多数进行了计算机仿真温暖浮台模拟责任，贬责了姿态限度、中继测控链路壅塞和能量均衡等多方面的问题。此外，前岁首天和中枢舱对天舟货运飞船进行了转位操作，商量到天舟货运飞船的体积和分量齐比问天实验舱小得多，相当顺应天地团队和机械臂“练手”。

总之，经过至极复杂的操作，两次实验舱转位得手，如果要作念浅薄刻画，步伐等于“慢”和“准”：“慢”等于尽量镌汰加快度，不行跳跃机械臂和转位机构的承受能力；“准”等于确保实验舱转位“一次到位”。

如今，中国空间站还是形成了水平对称的“T”字构型，航天专科东谈主士认为，这样有三大刚正。起头是有时保证举座质心居中，量入为主姿态限度所需的能量。其次是两个实验舱的气闸舱差异位于“T”字一横的端头，因此在平素泄压或非常隔绝时，均不会影响其他密封舱段组成连贯空间，从而有时保证安全性。终末是确保两个实验舱结尾的大型太阳能电板翼无论空间站以何种姿态翱游，齐有时照上太阳，让空间站日发电量可达近千度，至极于一个世俗家庭近半年的用电量，为中国空间站三舱组合体提供80%的能量，在清闲空间站上的种种科学仪器平素运转的同期，也能保航天员在轨日常生计。

形象地比方，空间站看似在天外中面面俱到地翱游，其实通常刻刻不在“耍杂技”——伴跟着飞船、舱段等对接、离去，空间站的构型、要点、受力情况、轨谈等不停发生着变化，条目天地团队顺从轨则开云三公，精密精细地退换完善。这应该等于航天限度科学极具挑战性却又充满了乐趣的原因场地。