中新網(wǎng)上海7月24日電 題：解讀問天實驗艙：太空“功夫秀”、三式“定蒼穹”

作者 鄭瑩瑩 馬帥莎 陳葆娟

(資料圖片僅供參考)

24日，長征五號B運載火箭沖云破霧，將問天實驗艙送入預(yù)定軌道。中國航天科技集團八院控制所(簡稱：八院控制所)載人航天型號技術(shù)負(fù)責(zé)人王有波介紹，問天實驗艙入軌后，會經(jīng)歷交會對接、實驗艙對接轉(zhuǎn)位等大動作，并會伴隨柔性太陽翼二次展開、雙自由度控制驅(qū)動，中國空間站組合體多次姿態(tài)調(diào)整等動作，廣袤太空即將上演一場“問天功夫秀”。

問天第一式：神龍擺尾

問天實驗艙入軌后首先對接于天和核心艙前向?qū)涌冢纬伞耙弧弊謽?gòu)型，然后組合體以一招“神龍擺尾”轉(zhuǎn)體約180度，接著，問天實驗艙“白鶴亮翅”二次展開太陽翼，進入全功率狀態(tài)。隨后，組合體繼續(xù)調(diào)整姿態(tài)讓自己“站起來”，從平行于地球方向變?yōu)榛敬怪庇诘厍虻姆较?，同時進行徑向角度微調(diào)，以最小受風(fēng)面運行，來實現(xiàn)最佳的重力梯度穩(wěn)定和最小的氣動擾動。

整個過程中，由八院控制所研制的推進分系統(tǒng)控制驅(qū)動器會化身“閥門總管”，按照指令控制各軌道控制閥、姿態(tài)控制閥和電磁閥的開關(guān)，精確調(diào)節(jié)姿態(tài)控制發(fā)動機的推力，確保組合體能夠平穩(wěn)完成軌道變化、姿態(tài)調(diào)整等任務(wù)。

問天第二式：四兩撥千斤

問天實驗艙是中國空間站的重要組成部分，同時也是保證空間站正常運行最重要的能源供應(yīng)者，其太陽翼單翼展開長度達(dá)27米。為了實現(xiàn)太陽翼最大的受照面積和最高的發(fā)電效能，問天實驗艙柔性太陽翼不僅能單翼翻轉(zhuǎn)，兩翼還可以像直升機的螺旋槳一樣360度轉(zhuǎn)起來，這是中國首次實現(xiàn)大型太陽翼雙自由度控制驅(qū)動。

由于太陽翼大若鯤鵬展翅，薄如夏蟬之翼，轉(zhuǎn)動這么大的太陽電池翼，就像在太空中舞動兩面巨大的芭蕉扇，任何“風(fēng)吹草動”都會讓太陽翼產(chǎn)生很大的抖動，甚至將其損壞。另外，太陽電池翼轉(zhuǎn)動不平穩(wěn)，還會直接反作用在空間站上，導(dǎo)致空間站控制不平穩(wěn)，讓航天員在里面“暈車”。

因此，使太陽翼按照預(yù)定軌跡運動的同時保證其運行平穩(wěn)很關(guān)鍵。八院研制了大型對日定向裝置，讓太陽翼保持時刻對準(zhǔn)太陽，就像向日葵跟著太陽轉(zhuǎn)動一樣。

據(jù)八院控制所載人航天產(chǎn)品主管設(shè)計師付培華介紹，為實現(xiàn)高精度穩(wěn)定控制，團隊還設(shè)計了帶運動規(guī)劃和振動抑制的多級濾波器三閉環(huán)控制方案，10公斤左右的控制驅(qū)動器，可精準(zhǔn)、穩(wěn)定地驅(qū)動起重達(dá)1200公斤的太陽翼，堪稱“四兩撥千斤”。

問天第三式：乾坤大挪移

幾個月后，夢天實驗艙將發(fā)射入軌，在那之前，問天實驗艙會先轉(zhuǎn)位至側(cè)向停泊口，將前向?qū)涌陬A(yù)留出來。問天實驗艙自帶轉(zhuǎn)位機械臂，屆時將依靠分布在天和核心艙上的被動對接與轉(zhuǎn)位控制器，與問天實驗艙上的對接與轉(zhuǎn)位控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)臂，帶動實驗艙進行“乾坤大挪移”。

這一過程有一系列動作，單機之間要精密配合。屆時，中國空間站組合體將形成L構(gòu)型，等待夢天實驗艙的到來，再經(jīng)歷一番“移形換影”般的操作后，最終形成T構(gòu)型，遨游太空。(完)

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