“太空变形记”再次上演 中国空间站为何选“T”字构型？

中新社北京11月3日电题：“太空变形记”再次上演 中国空间站为何选“T”字构型？

作者 马帅莎

11月3日，梦天实验舱上演太空“挪车位”，从天和核心舱前向对接口分离，再转位至天和核心舱节点舱侧向端口，中国空间站形成“T”字基本构型。

这是中国空间站第二次进行转位任务。一个多月前，中国首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作，完成问天实验舱转位任务。经过多次“变形”，空间站组合体最终实现“T”字基本构型：以天和核心舱为对称，问天实验舱与梦天实验舱分布于天和核心舱节点舱的两个侧向端口。

为什么要“变形”？

自问天实验舱发射以来，中国空间站实现了多次“变形”。7月，问天实验舱与天和核心舱完成交会对接，空间站组合体呈两舱“一”字构型；9月底，问天实验舱转位成功，空间站组合体变为两舱“L”字构型；如今，梦天实验舱完成转位，三舱最终呈“T”字构型。

“问天”“梦天”两个实验舱在发射后，均是先与天和核心舱进行前向交会对接，再通过转位从天和核心舱前向对接口移动到侧向停泊口。

为何要通过两次转位，不直接进行侧向交会对接？专家指出，实验舱与空间站组合体进行侧向对接，会因为质心偏差对空间站姿态造成较大影响。另外，根据空间站建造方案，两个实验舱将在天和核心舱的侧向端口永久停泊，如果选择侧向交会对接，则需要在天和核心舱两个侧向端口分别配置一套交会对接设备，并且这两套设备只能使用一次，会造成资源浪费。

为何选“T”字构型？

梦天实验舱完成转位后，天和核心舱作为“T”字的一竖，仍然保持前向、后向、径向三向对接的能力。后向可对接货运飞船，使组合体可以直接利用货运飞船的发动机进行轨道机动；前向、径向两个对接口可以接纳两艘载人飞船，实现航天员轮换。

“问天”“梦天”这两个尺寸、质量大体一致的实验舱，则作为“T”字的一横，位于天和核心舱两侧。这种布局充分利用了每个实验舱自身近20米长的结构，再结合各自资源舱末端的双自由度太阳翼驱动机构，不管空间站以何种姿势飞行，“T”字一横两端的太阳翼都能照上太阳，高效发电。

此外，实验舱气闸舱分别位于“T”字一横的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不影响其他密封舱段构成连贯空间，保证空间站运行的安全性。

中国航天科技集团五院空间站系统总指挥王翔表示，转位后的“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合体管理上都是比较稳定的构型，易于组合体的飞行，且由于其受到的地心引力、大气扰动等影响较为均衡，空间站姿态控制消耗的推进剂和其他资源较少。

未来还会再进行“太空变形”吗？

据了解，“T”字构型留出的天和核心舱前向对接口，为扩展空间站提供了可能。王翔表示，空间站的构型并非一成不变，而是在空间、时间两个维度上动态发展。除去之前的“一”字、“L”字等临时构型，中国空间站未来还可能在机械臂的辅助下进行扩展舱段的组装，进而形成“十”字形、“干”字形等扩展构型。

“看上去，它像变形金刚一样不断改换构型。然而，万变不离其宗，变化的过程和结果都来自设计，意味着它是在特定的众多约束条件下取得的优化解。”王翔说。

中国航天科技集团五院空间站系统电总体主任设计师梁晓锋表示，“T”字构型方案完全符合之前提出的规模适度且留有扩展空间的指导原则，它凝结了研制团队的心血和智慧，也是空间站团队根据航天技术发展提出的中国方案，彰显了中国人的工匠精神。(完)