中新網(wǎng)上海8月26日電 題：中國(guó)空間站“太空芭蕾”的幕后：16載攻關(guān)、14載“履職”
中新網(wǎng)記者 鄭瑩瑩
在距離地球400公里的軌道上，(載人或貨運(yùn))飛船以毫米級(jí)精度與中國(guó)空間站組合體順利對(duì)接，實(shí)驗(yàn)艙段通過(guò)優(yōu)雅的“太空轉(zhuǎn)體”如期完成空間站“T”字構(gòu)型的建造，這些“太空芭蕾”的背后有中國(guó)空間站對(duì)接與轉(zhuǎn)位技術(shù)的默默支撐。
2024年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)26日在滬揭曉，其中，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院(以下簡(jiǎn)稱：八院)的“中國(guó)空間站對(duì)接與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
2002年的對(duì)接機(jī)構(gòu)研制場(chǎng)景。(中國(guó)航天科技集團(tuán)八院供圖)起步：16載研制考驗(yàn)
交會(huì)對(duì)接，是中國(guó)空間站建造及在軌常態(tài)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵一環(huán)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)空間站的多向組裝、艙段擴(kuò)展等至關(guān)重要。
1992年9月，中國(guó)確定載人航天“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)接機(jī)構(gòu)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工程第二步要突破的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。
1995年初，八院成立對(duì)接機(jī)構(gòu)研制隊(duì)伍，當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)僅7人。
歷經(jīng)十幾載探索，八院科技委常委張崇峰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)交出異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)的優(yōu)秀“答卷”。
2011年11月3日凌晨，“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”成功對(duì)接，標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。
2011年的神舟試驗(yàn)隊(duì)工作場(chǎng)景。(中國(guó)航天科技集團(tuán)八院供圖)奮斗：迎候大噸位挑戰(zhàn)
“神舟八號(hào)”和“天宮一號(hào)”都是8噸級(jí)的航天器，但要在太空中組建空間站，中國(guó)還需要更大噸位的“重量級(jí)選手”。
第二代對(duì)接機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)空間站建造階段8噸至180噸之間航天器各種方式的對(duì)接。
研制團(tuán)隊(duì)提出可控阻尼的控制思路，增大對(duì)接機(jī)構(gòu)吸收能量的能力，使大噸位的飛行器對(duì)接時(shí)更平穩(wěn)。
2017年4月22日，中國(guó)首艘貨物飛船天舟一號(hào)與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在軌首次交會(huì)對(duì)接成功，第二代對(duì)接機(jī)構(gòu)“首秀”表現(xiàn)出色。
八院研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)目前已圓滿完成36次交會(huì)對(duì)接任務(wù)，并且展現(xiàn)優(yōu)越的適應(yīng)能力：神舟十二號(hào)載人飛船首次實(shí)施快速交會(huì)對(duì)接；神舟十三號(hào)載人飛船首次徑向?qū)樱粏?wèn)天實(shí)驗(yàn)艙與中國(guó)空間站組合體成功對(duì)接，完成中國(guó)目前最大噸位航天器之間的交會(huì)對(duì)接……
創(chuàng)新：國(guó)際首創(chuàng)平面轉(zhuǎn)位方案
如果說(shuō)對(duì)接機(jī)構(gòu)是身經(jīng)百戰(zhàn)的“老將”，那么轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)則是專為中國(guó)空間站設(shè)計(jì)的“新秀選手”。
在中國(guó)空間站建造階段，陸續(xù)發(fā)射的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙對(duì)稱分布于天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙的兩個(gè)側(cè)向停泊口，從而完成空間站“T”字基本構(gòu)型的建造任務(wù)。
據(jù)張崇峰介紹，實(shí)驗(yàn)艙如果與空間站組合體進(jìn)行側(cè)向?qū)?，?huì)因?yàn)橘|(zhì)心偏差對(duì)空間站姿態(tài)造成較大影響。而且兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙將在天和核心艙的側(cè)向永久停泊，如果選擇側(cè)向交會(huì)對(duì)接，首先需要在天和核心艙兩個(gè)側(cè)向端口分別配置一套交會(huì)對(duì)接設(shè)備，且這兩套設(shè)備只能使用一次，造成資源的浪費(fèi)。所以研制團(tuán)隊(duì)選擇將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙先與天和核心艙進(jìn)行前向交會(huì)對(duì)接，再通過(guò)轉(zhuǎn)位移至天和核心艙側(cè)向停泊口的方案。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多輪調(diào)研，最終提出了國(guó)際首創(chuàng)的平面轉(zhuǎn)位方案，融合了前向分離、艙段轉(zhuǎn)位、側(cè)向?qū)拥纫幌盗懈唠y度動(dòng)作。
轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)集成度和復(fù)雜程度并不亞于對(duì)接機(jī)構(gòu)，單齒輪種類就有70余種，用到的機(jī)、電、熱傳感組件產(chǎn)品近20種。
2022年的9月30日與11月3日，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙相繼完成轉(zhuǎn)位。對(duì)接機(jī)構(gòu)對(duì)得準(zhǔn)，轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)得穩(wěn)，三艙相擁于太空，中國(guó)空間站“T”字基本構(gòu)型正式組裝完成。(完)