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            解讀問天實驗艙:太空“功夫秀”、三式“定蒼穹”

            發布時間:2022-07-24 11:30:40

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              中新網上海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

              24日,長征五號B運載火箭沖云破霧,將問天實驗艙送入預定軌道。中國航天科技集團八院控制所(簡稱:八院控制所)載人航天型號技術負責人王有波介紹,問天實驗艙入軌后,會經歷交會對接、實驗艙對接轉位等大動作,并會伴隨柔性太陽翼二次展開、雙自由度控制驅動,中國空間站組合體多次姿態調整等動作,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對接口,形成“一”字構型,然后組合體以一招“神龍擺尾”轉體約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。隨后,組合體繼續調整姿態讓自己“站起來”,從平行于地球方向變為基本垂直于地球的方向,同時進行徑向角度微調,以最小受風面運行,來實現最佳的重力梯度穩定和最小的氣動擾動。

            7月24日,長征五號B遙三運載火箭在文昌航天發射場成功發射,送中國空間站問天實驗艙上太空!⊥蹁靠 攝
            7月24日,長征五號B遙三運載火箭在文昌航天發射場成功發射,送中國空間站問天實驗艙上太空!⊥蹁靠 攝

              整個過程中,由八院控制所研制的推進分系統控制驅動器會化身“閥門總管”,按照指令控制各軌道控制閥、姿態控制閥和電磁閥的開關,精確調節姿態控制發動機的推力,確保組合體能夠平穩完成軌道變化、姿態調整等任務。

              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者,其太陽翼單翼展開長度達27米。為了實現太陽翼最大的受照面積和最高的發電效能,問天實驗艙柔性太陽翼不僅能單翼翻轉,兩翼還可以像直升機的螺旋槳一樣360度轉起來,這是中國首次實現大型太陽翼雙自由度控制驅動。

              由于太陽翼大若鯤鵬展翅,薄如夏蟬之翼,轉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“風吹草動”都會讓太陽翼產生很大的抖動,甚至將其損壞。另外,太陽電池翼轉動不平穩,還會直接反作用在空間站上,導致空間站控制不平穩,讓航天員在里面“暈車”。

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

              據八院控制所載人航天產品主管設計師付培華介紹,為實現高精度穩定控制,團隊還設計了帶運動規劃和振動抑制的多級濾波器三閉環控制方案,10公斤左右的控制驅動器,可精準、穩定地驅動起重達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,夢天實驗艙將發射入軌,在那之前,問天實驗艙會先轉位至側向停泊口,將前向對接口預留出來。問天實驗艙自帶轉位機械臂,屆時將依靠分布在天和核心艙上的被動對接與轉位控制器,與問天實驗艙上的對接與轉位控制器驅動轉臂,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構型,等待夢天實驗艙的到來,再經歷一番“移形換影”般的操作后,最終形成T構型,遨游太空。(完)

            【編輯:田博群】

              

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