问天实验舱如何完美转位？详细解读来了

9月30日，空间站问天实验舱从天和核心舱轴向对接口分离并转位90度至天和核心舱侧向停泊口，两舱组合体由一字构型变为L构型，空间站组合体稳定飞行，标志着问天实验舱转位任务取得圆满成功。

空间站舱段转位技术是中国空间站建造必须突破的关键技术之一。这个看似简单的动作，实则是空间站任务和研制团队的一次大的考验，是融合了前向撤离、舱段转位、侧向对接等高难度动作的“组合拳”。

本次转位任务由中国航天科技集团五院抓总负责。为确保任务顺利实施，研制团队组织实施开展了大量设计验证工作。

舱段转位期间，由百余公斤的转位机构驱动二十余吨的实验舱进行大范围转移，如同用一根扁担挑起两头大象一样，属于动力学特性最脆弱的状态，两端轻微振动就可能产生严重后果。为确保结构安全，必须暂时关闭组合体姿态主动控制，让空间站在自由漂浮状态下完成舱段转位。

可是，让空间站组合体这样一个几十吨的“庞然大物”在太空中处于被动稳定的状态谈何容易。为此，研制团队进行了多轮头脑风暴，“要不借鉴钟摆原理先把组合体立起来试试看”“要不再让组合体转个身，向后转位！”“这样一来组合体靠重力作用像钟摆一样稳定了对地轴，靠问天实验舱上两个大型太阳翼像羽毛球一样稳定了偏航轴，从而形成三轴被动稳定飞行状态”……在研制人员的思路碰撞中，本次转位中发挥关键作用的被动稳定转位方案逐渐明确。

此前，在2022年1月6日，实施了机械臂辅助货运飞船转位试验，这是问天实验舱转位前的一次正式预演，先后完成了机械臂捕获天舟二号、对接机构分离、天舟二号转位、两舱再次对接等一系列预定动作，为本次问天实验舱转位任务的成功实施奠定了坚实基础。

本次转位任务的成功，离不开空间站各分系统间大力协同。据中国航天科技集团五院空间站问天实验舱副主任设计师罗超介绍，“过程中，空间站机械臂分系统始终作为转位机构的备份手段，保障平台安全；GNC分系统始终精准控制，确保组合体以最高稳定度进入停控状态；测控与通信分系统在天地间搭建起畅通的通信链路，传输高清图像，使得整个转位过程100%受控；数管分系统发挥‘智能大脑’作用，处置一系列复杂指令，全程零差错……”由于各分系统的高效配合，使得此次任务在仅一个小时左右的时间圆满完成，进一步确保了空间站组合体安全。

按照计划，空间站L构型组合体将持续飞行1个月，后续还将迎接梦天实验舱组成T字构型，形成三舱基本构型的中国空间站。

（作者 余建斌 郭睿 史纪鑫 商帅）