十年一箭 “問天”蒼穹

　　原標題：十年一箭 “問天”蒼穹

　　央視網消息：今天(7月24日)下午成功發射的問天實驗艙是我國空間站的首個實驗艙，由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成，是全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器。問天實驗艙具備核心艙多個關鍵系統的備份功能，可以說它對中國空間站的建造有很重大的意義，而它的多項創新技術在我們國家的航天器研制歷程當中也創下多個新紀錄，是中國航天奮力實現高水平自立自強取得的又一重大成就。

　　如此重大成果的背后，問天實驗艙的設計師團隊平均年齡只有三十多歲，是一群年輕人。今天的中國空間站故事，我們就來聽聽這群年輕人的創新故事。十年一箭，“問天”蒼穹，來感受下這個年輕設計師團隊創新的力量。

　　今天下午14點22分，搭載著問天實驗艙的長五B火箭成功發射。

　　就在大家都在合影慶祝的時候，有一支團隊還在緊張地盯著電腦屏幕，他們在等待一個重要的消息。

　　距離發射約一個小時后，問天實驗艙太陽翼順利展開，直到此時，這支團隊懸著的一顆心才稍微放松了下來。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：太陽翼帆板展開，這是我們入軌初期的最重要的一個關鍵事件。只有它成功了，咱們飛行器飛得才平順、才安全。

　　張嶠是問天實驗艙總體系統主任設計師，他所在的團隊就是已經陪伴了問天實驗艙十年之久的設計師團隊。

　　柔性太陽翼分段展開 確保實驗艙姿態穩定

　　為了給空間站提供足夠的能源，問天實驗艙攜帶了兩個巨大的柔性太陽翼，單翼長度可以達到28米，為了保證問天實驗艙的姿態穩定，太陽翼采取了一種全新的展開方式——分段展開。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：首先在單飛階段的時候，先展開三分之一到四分之一的長度，展開6.5米左右，使它先縮著飛，縮著飛之后它的剛度會好，控制會穩，當我們完成交會對接之后，再徹底地二次展開。

　　2012年3月30日，也就是十年前，空間站正式從方案論證階段轉入到了方案設計階段，就在第二天，剛剛才從海外留學歸來的張嶠就如愿加入到空間站設計師團隊。十年來，包括張嶠在內的設計師團隊攻克了重重難關，不斷創新，在尋找著最佳方案。在他們看來，把空間站做好，將來再把它用好，是他們這一代航天人應該有的擔當。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：我在第二天正式進入了空間站的方案設計的一個節點，就加入了空間站的設計團隊。因此的話我對這個日子銘記于心。

　　太空移行換位 問天實驗艙如何成功轉位？

　　正當年輕氣盛的張嶠準備大展拳腳的時候，現實卻給他澆了一盆涼水。問天實驗艙在前項端口和天和核心艙完成交會對接之后，需要在夢天實驗艙發射之前，轉位到側向端口，兩個體重超過20噸的大家伙要在太空中完成移行換位，稍有不慎就可能發生翻滾漂移，空間站以什么姿態來完成這個超高難動作，這可難住了大家。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：以什么形式轉位？用什么執行機構轉位？轉位的功能怎么分解？時序怎么匹配？地面怎么驗證？驗證的環節是否覆蓋？每個覆蓋的環節所能夠返回來？回答我的技術指標是怎么進行的一個匹配？這些都是我們需要回答的問題，兩年都沒睡好覺。

　　任務級實驗、功能級實驗、測試的驗證、模飛測試等等，2年的時間里，設計師團隊通過模擬仿真做了成千上萬次的試驗，終于找到了最穩定可靠的飛行姿態。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：我們發現基于重力梯度穩定的這么一個轉位姿態，是對于轉移過程中的姿態漂移是最小的，就是說轉位之前我先把艙給立起來，變成細長的一個一字形的組合體，比如這根筆我這么拿著，它其實是特別容易進行滾動和滾轉的，但是我如果把它拎著，它自己就會因為我的重心的一個形式，重力梯度穩定，它自己就是一個基本上準穩定的組合體。

　　2022年1月6日6時59分，經過約47分鐘的跨系統密切協同，空間站機械臂轉位貨運飛船試驗取得圓滿成功，這是我國首次利用空間站機械臂操作大型在軌飛行器進行轉位試驗。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：通過天舟二號轉位過程中，我們已經對基本的構型和姿態進行了先期的驗證，那么我們之前所設計的方案是合理的，因此我們后續的(問天)實驗艙的轉位也會沿用此姿態的方案。

　　設計師團隊：做好空間站是航天人的擔當

　　攻克了轉位難題，這只是問天實驗艙研制過程中的冰山一角，2014年6月至2020年12月問天實驗艙初樣研制階段的總結文件，就有近700頁、60多萬字。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：光是問天實驗艙的交會對接和兩艙一字形構造的一個任務，我們的故障模式對策就有將近4000條，并且在故障出現的第一瞬間，我們能夠準確定位、準確識別，并且能夠及時地處置。

　　不同于其他型號的航天器，往往幾年的研制周期過后就能看到成果，空間站的研制用了十年。在這十年里，空間站的設計師團隊沒有慶功的機會，有的只是甘坐冷板凳的堅持。

　　航天科技集團五院問天實驗艙總體系統主任設計師 張嶠：一直是到去年4月29日核心艙發射的那個時候，我們才真正地感受到第一份的喜悅。把空間站做好是把它設計好，把它研制好，以及再會把它用好，是我們這一代航天人應該有的擔當。

　　航天科技集團五院空間站系統總體主任設計師 張昊：大家都是心往一塊使，沒有什么別的事情，都在考慮怎么把這個事情和這個型號干好，把這事業干好。

　　航天科技集團五院空間站系統總體副主任設計師 鄭昊：運載火箭打得非常完美，我心里的一個大石頭落地了。希望后面的工作一切順利，然后明天完美的完成交會對接，完成我們空間站建造的重要一步。