2022年9月30日，经过约1个小时的天地协同，问天实验舱完成转位，中国空间站组合体暂时由“一”字构型变成“L”构型。11月3日，梦天实验舱通过相似的转位设施，使空间站形成了“T”字构型。那么空间站舱段转位需克服哪些时代难关？两次舱段转位又有何亮点呢？就让咱们一探究竟吧。
梦天舱转位获胜
为什么空间站要“翻飞”起来拼装？
问天实验舱辐射之初，对接在天和中枢舱节点舱正前列接口，形成了“一”字构型。10月31日，梦天实验舱辐射，次日获胜对接于天和中枢舱前向端口。
问天舱转位流程效劳图
有东说念主不禁酷好：为什么两个实验舱不径直对接到节点舱侧面接口，“一步到位”已毕最终情状呢？
这主如若因为空间站组合体解任第一世界速率翱游，经计较显现，如果实验舱径直从侧面接近天和中枢舱，即使两者的轨说念之间惟有很小的夹角，两边的相对速率也会相等可不雅，不可排斥因戒指缺陷导致撞击的风险。
梦天舱对接于天和中枢舱前向端口
这样的撞击显著是科研东说念主员无法接管的。天然空间站各舱段在联想和制造的流程中皆充分计议到强度问题，但航天器受到输送火箭辐射智商的戒指，不可能刻意无尽加固，天然不可承受住高速撞击。更况且，即便舱段安全，变成姿态剧烈变化也会隐患重重。
是以两个实验舱领先皆被辐射到天和中枢舱的前列，处在兼并个平面和轨说念上，以很小的相对速率值迟缓接近，奉行对接。
按照轨说念能源学的基本原则，在这个对接流程中，两者的轨说念高度仍会发生相对变化，但只消速率差戒指得好，轨说念高度变化就会很微弱，不会超出对接机构的赔偿智商限度。
初步对接完成后，经过一段时刻测试，天地团队阐述实验舱的情状闲居，就会动用机械臂缓助，把实验舱支持到天和中枢舱的侧濒临接口上。
问天舱转位后，空间站形成“L”字构型
可能有东说念主以为：天际处于失重情状，机械臂处置20多吨的东西应该清苦不大。
事实上，大型舱段迁徙所产生的惯性阻碍忽视。如果在转位流程中没戒指好速率，就会超出机械臂的扭矩限度，发生险情。是以实验舱的转位流程相等严慎，还需要得回力矩陀螺协助。
力矩陀螺的“孝顺”在那儿呢？由角动量守恒旨趣决定，只消机械臂把实验舱向侧面迁徙少许，那么天和中枢舱就会发生相应的角度变化，朝着反标的动弹少许。在这个流程中，空间站的轨说念标的其实没变，但偏航角会发生很大的变化，这关于太阳翼帆板、散热板、数传天线等开垦的责任是不利的，是以就需要靠力矩陀螺“消化”这部分角动量，使空间站组合体保捏天和中枢舱与轨说念切线平行的情状。
梦天舱转位拼装效劳图
天际冷漠大气会对空间站产生什么“蝴蝶效应”？
从表面上说，在真空环境里，任何神态的物体皆不错保捏正本的通顺情状，不会发生姿态和标的的编削。但是，试验不会这样理思化。空间站驱动轨说念高度达到数百千米，大气还是相等冷漠，但仍然会不休蚁合微弱的大气阻力，迟缓对航天器的姿态和轨说念形成显赫影响，是以近地轨说念航天器关于姿态戒指仍然需要后怕虎。
例如来说，当问天实验舱对接到节点舱侧濒临接口之后，大气阻力问题就阻碍忽视了。问天号实验舱长17.9米，大柱段直径达4.2米，加上太阳翼帆板，相等于在空间站正前列形成了弘大的逆风面。
大舱段转位细节
对比国际同类，国际空间站因为大气阻力等问题，每月轨说念高度皆会着落2千米傍边，必须由飞船升轨赔偿。那么中国空间站实验舱遭受的阻力问题也会激发多样后果，比如使所有这个词这个词空间站组合体产生一定的扭矩。干系扭矩如果不进行矫正的话，空间站组合体就会被推进着旋转起来，向一侧过度动弹。
相似以问天舱的转位流程为例，假如“L”的直角过甚最终踏实地指向轨说念翱游标的，而问天舱、天和中枢舱各厚重轨说念标的两侧呈45度角，那么关于太阳能发电、散热和无线电通讯皆不是好位置。另外，那时空间站组合体必须为迎接梦天实验舱作念好准备，空间站组合体也必须回到闲居位置，准备晴天和中枢舱的正前列对接口。
要作念到这少许，必须靠力矩陀螺和推力器蚁集作用，把招架衡空气阻力变成的扭矩再行均衡。一般来说，这种打算内的责任更倾向于使使劲矩陀螺，因为空间站上佩戴的燃料是可贵且有限的，必须省俭使用。天然货运飞船会如期为空间站送去补给，但天际环境复杂不吉，空间站必须随时准备应答偶而情况。假如出现天际垃圾、渺小天体、航天器等很是接近的情况，空间站就需要消费可贵的燃料，编削轨说念，保险航天员和开垦安全。
11月初，梦天实验舱初步和空间站组合体对接后，又完成了转位责任，最终对接到另一个标的的天和中枢舱侧向接口上，而这相似是力矩陀螺、机械臂紧密合作的收尾。
跟着11月3日梦天实验舱转位完成，中国空间站组合体形成了较均衡的情状：天和中枢舱对接口的径向是神舟载东说念主飞船，两侧区分是问天舱和梦天舱，后方对接口上是天舟货运飞船。
在航天员“天际接班”的时候，节点舱对接口还要迎来神舟载东说念主飞船，相似需要濒临阻力招架衡的问题。不外神舟飞船的“逆风面积”比较小，变成的招架衡扭矩也会相对幽微许多，使劲矩陀螺简便矫正就有望惩处。
中国空间站转位有运筹帷幄有什么上风？
国际的空间站此前阅历过舱段转位，摄取的是垂直转位有运筹帷幄，转位后组合体姿态会发生大幅变化。事实上，中国空间站是国际上第一个摄取平面转位有运筹帷幄的，效劳更优。不外，比较20多吨重的大型舱段，惟有100多千克的机械臂流畅两舱，风险不小，是以实验舱转位流程被容貌为“一根扁担挑起两端大象”。
所有这个词这个词转位流程中最大的戒指身分应该是惯性。由于物体的动能与速率的平方成正比，如果转位速率太快，变成的冲击力就相等显赫，会给转位机构和机械臂带来弘大的扭矩，易变成开垦损坏。绝顶是在舱段需要停驻的时候，如果出现刹车式情况，惯性可能使机械臂有报废的危急。因此，平面转位条目天地团队对舱段、机械臂驱动速率进行精准计较和严格戒指。据公开报说念称，科研单元在大地设施上多量进行了计较机仿真缓和浮台模拟责任，惩处了姿态戒指、中继测控链路讳饰和能量均衡等多方面的问题。此外，旧岁首天和中枢舱对天舟货运飞船进行了转位操作，计议到天舟货运飞船的体积和分量皆比问天实验舱小得多，相等安妥天地团队和机械臂“练手”。
总之，经过相等复杂的操作，两次实验舱转位获胜，如果要作念简便形容，举止便是“慢”和“准”：“慢”便是尽量裁减加快度，不可跨越机械臂和转位机构的承受智商；“准”便是确保实验舱转位“一次到位”。
如今，中国空间站还是形成了水平对称的“T”字构型，航天专科东说念主士认为，这样有三大自制。起初是粗略保证全体质心居中，精打细算姿态戒指所需的能量。其次是两个实验舱的气闸舱区分位于“T”字一横的端头，因此在闲居泄压或很是拒绝时，均不会影响其他密封舱段组成连贯空间，从而粗略保证安全性。临了是确保两个实验舱终端的大型太阳能电板翼不论空间站以何种姿态翱游，皆粗略照上太阳，让空间站日发电量可达近千度，相等于一个庸碌家庭近半年的用电量，为中国空间站三舱组合体提供80%的能量，在得志空间站上的各种科学仪器闲居运转的同期，也能保航天员在轨日常生存。
中国空间站“T”字构型暗示图
形象地比方，空间站看似在天际中面面俱到地翱游，其实每时每刻不在“耍杂技”——伴跟着飞船、舱段等对接、离去，空间站的构型、要点、受力情况、轨说念等不休发生着变化，条目天地团队投诚规章，精密缜密地调养完善。这应该便是航天戒指科学极具挑战性却又充满了乐趣的原因处所。