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太空“牽手”難度大 夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體穩(wěn)穩(wěn)“握手”這樣實(shí)現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間:2022-11-01 15:33:00來(lái)源: 央視新聞客戶端

  夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體進(jìn)行交會(huì)對(duì)接,可以是說(shuō)我國(guó)載人航天工程當(dāng)中最大質(zhì)量的兩個(gè)航天器的太空“握手”,控制難度明顯增大。為此,科研人員也想出了不少辦法,讓它們能夠在太空里穩(wěn)穩(wěn)“握手”。

  此次夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙要與空間站組合體進(jìn)行交會(huì)對(duì)接,可以說(shuō)是中國(guó)航天史上最“強(qiáng)有力”的一次太空“握手”。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙重達(dá)23噸,而空間站則是由天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙以及神舟十四號(hào)載人飛船、天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船組成的“四艙”組合體,總重量更是超過(guò)了60噸,要讓這兩個(gè)龐然大物完成交會(huì)對(duì)接,它們就必須“穩(wěn)穩(wěn)握手”,盡量減小它們之間的撞擊力。

  航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)電總體主任設(shè)計(jì)師 梁曉鋒:為了克服對(duì)接過(guò)程中,這個(gè)大的沖擊對(duì)我們?cè)O(shè)備造成影響,在我們交會(huì)對(duì)接上,實(shí)際上是做了相關(guān)的一些專項(xiàng)的設(shè)計(jì),一些阻尼設(shè)計(jì),以適應(yīng)這種大噸位大質(zhì)量的交會(huì)對(duì)接,在整個(gè)對(duì)接過(guò)程中是減緩或者減小對(duì)接力,以保護(hù)整個(gè)的對(duì)接機(jī)構(gòu),減少對(duì)整個(gè)組合體和設(shè)備的沖擊。

  此次交會(huì)對(duì)接的另一大考驗(yàn),就是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙攜帶著兩個(gè)巨大的太陽(yáng)能帆板,它們不僅面積大,并且采用的是柔性材料,就好比帶著一對(duì)巨大的“軟翅膀”進(jìn)行交會(huì)對(duì)接,控制難度可以說(shuō)是空前之高。為此,科研人員也專門為夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙設(shè)計(jì)了一套太陽(yáng)帆板展開(kāi)方案,提高了可控性,保證任務(wù)穩(wěn)妥成功。

  太空“牽手”難度大 多重措施保成功

  夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與三個(gè)月前發(fā)射的問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙個(gè)頭差不多,但是交會(huì)對(duì)接過(guò)程卻是“難”上加“難”。為了解決這些難題,科研人員設(shè)計(jì)了大量的預(yù)案和措施,保障了此次交會(huì)對(duì)接最終圓滿成功。

  據(jù)介紹,此次交會(huì)對(duì)接的第一個(gè)難點(diǎn),就是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙入軌后,與太陽(yáng)照射的角度有較大偏差,導(dǎo)致太陽(yáng)帆板發(fā)電能力弱,能源緊缺。如果不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成交會(huì)對(duì)接,就需要緊急調(diào)整“夢(mèng)天”的姿態(tài)朝向太陽(yáng)從而補(bǔ)充能源,這樣就會(huì)導(dǎo)致交會(huì)對(duì)接時(shí)間的拖延。為此,科研人員為“夢(mèng)天”特別制定了交會(huì)對(duì)接任務(wù)故障預(yù)案。

  第二個(gè)難點(diǎn)便是在于此次交會(huì)對(duì)接的目標(biāo)——空間站組合體上。上一次問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙交會(huì)對(duì)接時(shí),組合體是“一字”對(duì)稱構(gòu)型,而此次夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙交會(huì)對(duì)接時(shí),由于問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙已經(jīng)完成了轉(zhuǎn)位,因此組合體是“L”字形的非對(duì)稱構(gòu)型,這顯著增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。

  航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師 羅超:我采用了一個(gè)俯仰偏置一定角度,這樣的話可以節(jié)省很多推進(jìn)劑,也是有效利用了空間力矩。然后在夢(mèng)天艙進(jìn)入最后平移靠攏段的時(shí)候,才會(huì)把俯仰角度調(diào)整到完全水平的這么一個(gè)狀態(tài),來(lái)等待夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的交會(huì)對(duì)接。

  此外,在“夢(mèng)天”接近組合體時(shí)需要開(kāi)啟反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速,發(fā)動(dòng)機(jī)的羽流會(huì)干擾到組合體的姿態(tài),這樣就讓夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與空間站在最后關(guān)頭的對(duì)接變得更加困難。不過(guò),在科研人員的“精心設(shè)計(jì)”下,夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙精準(zhǔn)識(shí)別了與空間站組合體的相對(duì)距離及相對(duì)姿態(tài),通過(guò)一點(diǎn)點(diǎn)接近并最終實(shí)現(xiàn)了高精度的交會(huì)對(duì)接。

(責(zé)編:常邦麗)

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