【今日消息-夢天實驗艙轉位時 空間站組合體為何需要“豎起來”?專家解讀】
今天(3日),夢天實驗艙將按計劃實施轉位。據介紹,空間站在軌運行時,都是平行于地球飛行。但在夢天艙轉位過程中,需要將空間站組合體調整到近乎垂直于地球的姿態(tài),相當于把它豎起來,為什么要以這種姿態(tài)來進行轉位呢?
空間站在執(zhí)行轉位任務的時候,首先需要保證的就是姿態(tài)穩(wěn)定。如果姿態(tài)不穩(wěn),空間站就有可能在太空發(fā)生滾動,后果不堪設想。因此如何讓整個空間站在轉位過程中最穩(wěn)定,科研人員經過反復研究,最終發(fā)現了利用地球引力的方式。
航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體設計師 羅超:玩磁鐵時,給針穿一根線,然后拿這根線揪著針的話,針始終是指向磁石的,不管怎么擺過來,它始終是一條線,其實我們就是利用了這個原理。由于距離地球更近的地方引力更大,離得遠的地方引力更小,這樣自然而然就由引力把它拉成一個始終指向地心的姿態(tài)。
于是,在夢天實驗艙的轉位過程中,科研人員便通過不斷調整空間站的姿態(tài),讓它立起來,垂直于地球,使它的姿態(tài)能夠自然保持穩(wěn)定。
如果不立起來可以嗎?答案是否定的。專家介紹,這里有兩個主要問題就行不通。首先, 由天和核心艙、問天實驗艙以及神舟載人飛船、天舟貨運飛船組成的空間站組合體,總重量超過60噸,而夢天實驗艙也有20多噸,連接這兩個龐然大物的轉位機構只有100多公斤,轉位過程猶如“四兩撥千斤”。為了在轉位過程中,讓轉位機構承受的力最小,所以各個艙段的主動控制手段都必須關閉。
航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體設計師 羅超:轉位過程中,由于艙體也在轉動,中間其實還有一個小細桿,一個小小的100多公斤的設備,要拖動兩頭將近幾十噸的兩個物體的相對轉動,中間如果再引入姿態(tài)控制,對于小細桿來說是承受不了的。
其次,空間站保持水平飛行過程中,是需要通過各個艙段的發(fā)動機來穩(wěn)定整個艙體平穩(wěn)的??蒲腥藛T發(fā)現,一旦停止姿態(tài)控制,在地球引力和微薄空氣阻力的作用下,空間站的姿態(tài)會立刻發(fā)生改變。
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