中國空間站“太空芭蕾”的幕后：16載攻關(guān)、14載“履職”
中新網(wǎng)上海8月26日電 題：中國空間站“太空芭蕾”的太空芭蕾幕后：16載攻關(guān)、14載“履職”
中新網(wǎng)記者 鄭瑩瑩
在距離地球400公里的中國站的載攻軌道上，(載人或貨運)飛船以毫米級精度與中國空間站組合體順利對接，空間實(shí)驗艙段通過(guò)優(yōu)雅的幕后“太空轉體”如期完成空間站“T”字構型的建造，這些“太空芭蕾”的關(guān)載背后有中國空間站對接與轉位技術(shù)的默默支撐。
2024年度上海市科學(xué)技術(shù)獎26日在滬揭曉，履職其中，太空芭蕾中國航天科技集團八院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：八院)的中國站的載攻“中國空間站對接與轉位機構關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目獲得技術(shù)發(fā)明獎特等獎。
2002年的空間對接機構研制場(chǎng)景。(中國航天科技集團八院供圖)起步：16載研制考驗
交會(huì )對接，幕后是關(guān)載中國空間站建造及在軌常態(tài)化運營(yíng)的關(guān)鍵一環(huán)，對于實(shí)現空間站的履職多向組裝、艙段擴展等至關(guān)重要。太空芭蕾
1992年9月，中國站的載攻中國確定載人航天“三步走”發(fā)展戰略，空間對接機構技術(shù)是實(shí)現工程第二步要突破的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。
1995年初，八院成立對接機構研制隊伍，當時(shí)團隊僅7人。
歷經(jīng)十幾載探索，八院科技委常委張崇峰帶領(lǐng)團隊交出異體同構周邊式對接機構的優(yōu)秀“答卷”。
2011年11月3日凌晨，“神舟八號”與“天宮一號”成功對接，標志著(zhù)中國成為世界上第三個(gè)獨立掌握交會(huì )對接技術(shù)的國家。
2011年的神舟試驗隊工作場(chǎng)景。(中國航天科技集團八院供圖)奮斗：迎候大噸位挑戰
“神舟八號”和“天宮一號”都是8噸級的航天器，但要在太空中組建空間站，中國還需要更大噸位的“重量級選手”。
第二代對接機構必須適應空間站建造階段8噸至180噸之間航天器各種方式的對接。
研制團隊提出可控阻尼的控制思路，增大對接機構吸收能量的能力，使大噸位的飛行器對接時(shí)更平穩。
2017年4月22日，中國首艘貨物飛船天舟一號與天宮二號空間實(shí)驗室在軌首次交會(huì )對接成功，第二代對接機構“首秀”表現出色。
八院研制的對接機構目前已圓滿(mǎn)完成36次交會(huì )對接任務(wù)，并且展現優(yōu)越的適應能力：神舟十二號載人飛船首次實(shí)施快速交會(huì )對接；神舟十三號載人飛船首次徑向對接；問(wèn)天實(shí)驗艙與中國空間站組合體成功對接，完成中國目前最大噸位航天器之間的交會(huì )對接……
創(chuàng )新：國際首創(chuàng )平面轉位方案
如果說(shuō)對接機構是身經(jīng)百戰的“老將”，那么轉位機構則是專(zhuān)為中國空間站設計的“新秀選手”。
在中國空間站建造階段，陸續發(fā)射的兩個(gè)實(shí)驗艙對稱(chēng)分布于天和核心艙節點(diǎn)艙的兩個(gè)側向停泊口，從而完成空間站“T”字基本構型的建造任務(wù)。
據張崇峰介紹，實(shí)驗艙如果與空間站組合體進(jìn)行側向對接，會(huì )因為質(zhì)心偏差對空間站姿態(tài)造成較大影響。而且兩個(gè)實(shí)驗艙將在天和核心艙的側向永久停泊，如果選擇側向交會(huì )對接，首先需要在天和核心艙兩個(gè)側向端口分別配置一套交會(huì )對接設備，且這兩套設備只能使用一次，造成資源的浪費。所以研制團隊選擇將兩個(gè)實(shí)驗艙先與天和核心艙進(jìn)行前向交會(huì )對接，再通過(guò)轉位移至天和核心艙側向停泊口的方案。團隊經(jīng)過(guò)多輪調研，最終提出了國際首創(chuàng )的平面轉位方案，融合了前向分離、艙段轉位、側向對接等一系列高難度動(dòng)作。
轉位機構的機構集成度和復雜程度并不亞于對接機構，單齒輪種類(lèi)就有70余種，用到的機、電、熱傳感組件產(chǎn)品近20種。
2022年的9月30日與11月3日，問(wèn)天實(shí)驗艙、夢(mèng)天實(shí)驗艙相繼完成轉位。對接機構對得準，轉位機構轉得穩，三艙相擁于太空，中國空間站“T”字基本構型正式組裝完成。(完)