新華社北京11月3日電 題：夢天實驗艙轉位成功專家詳解為何空間站組合體要形成“T”字基本構型

新華社記者胡喆、宋晨

11月3日，空間站夢天實驗艙順利完成轉位。轉位期間，夢天實驗艙先完成相關狀态設置，再與空間站組合體分離，之後采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端口再次對接。

11月3日在北京航天飛行控制中心拍攝的空間站夢天實驗艙順利完成轉位的畫面。據中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2022年11月3日9時32分，空間站夢天實驗艙順利完成轉位。這标志着中國空間站“T”字基本構型在軌組裝完成，向着建成空間站的目标邁出了關鍵一步。按計劃，後續将開展空間站組合體基本功能測試和評估。新華社發（孫豐曉攝）

夢天實驗艙為什麼要轉位？我國空間站組合體為何要形成“T”字基本構型？

轉位動作在我國空間站的建造及後續任務實施中發揮了重要作用。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接口移動到側向停泊口，從而完成空間站“T”字基本構型的建造任務。

為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？航天科技集團五院的專家告訴記者，主要有兩方面原因：一是實驗艙與空間站組合體進行側向對接，會因為質心偏差對空間站姿态造成較大影響，甚至可能會有滾轉失控的風險；二是根據空間站建造方案，兩個實驗艙将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端口分别配置一套交會對接設備，且這兩套設備隻能使用一次，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。

為确保夢天實驗艙轉位任務順利實施，航天科技集團五院研制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。

11月3日在北京航天飛行控制中心拍攝的夢天實驗艙完成轉位後天和核心艙内的情況。 新華社發（孫豐曉 攝）

那麼，我國空間站組合體為何要形成“T”字基本構型？航天科技集團五院空間站系統總指揮王翔介紹，為了使航天器易于運動控制，構型要保證主結構和質量分布盡量對稱、緊湊，以獲得好的質量特性。

王翔表示，轉位後的“T”字基本構型結構對稱，從姿态控制、組合體管理上都是比較穩定的構型，易于組合體的飛行，且由于其受到的地心引力、大氣擾動等影響較為均衡，空間站姿态控制消耗的推進劑和其他資源較少。若采用非對稱構型，組合體的力矩、質心與所受到的幹擾相對于姿态控制、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将其控回。

為了讓“T”字構型更加穩定可靠，航天科技集團五院的研制團隊着眼于中國空間站的系統集成，一體化設計出整站三艙，構建了一個“組合體核心”，作為“最強大腦”對整個空間站進行統一管理，保證各艙段、飛行器動作協調。

轉位成功後，問天實驗艙、夢天實驗艙被對向布置在天和核心艙兩側，形成“T”字的一橫。這樣的布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，兩對大型太陽翼成為“T”字一橫遠端的兩個“大風車”，不管空間站以何種姿勢飛行，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别位于“T”字一橫的端頭，正常工作洩壓或異常隔離時均不影響其他密封艙段構成連貫空間，可保證空間站運行的安全性。

作為“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。後向可對接貨運飛船，使組合體可以直接利用貨運飛船的發動機進行軌道機動。前向、徑向兩個對接口不僅可以接納兩艘載人飛船實現輪換，且在保持正常三軸穩定對地姿态時，兩對接口都在軌道平面内，即可讓載人飛船在軌道面内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接口，使航天員往返更加安全快捷。

來源： 新華網