天舟二號：太空中的“變形金剛”

張君燕

新年伊始，從太空又傳來了振奮人心的好消息！2022年1月6日6時59分，經過約47分鐘的跨系統密切協同，空間站機械臂轉位天舟二號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。

可能很多人會有疑惑：何為轉位試驗？轉位試驗的目標是什么？這些問題其實很好回答，我國空間站不是一次性建成的，而是需要通過多次發射，在太空中組裝建造而成。關注我國航天事業的人都知道，目前我們已經陸續發射了天和核心艙、天舟二號貨運飛船、神舟載人飛船等，后續還將發射兩個實驗艙。這兩個實驗艙都是對接到前向對接口，實驗艙Ⅰ先對接到前向對接口以后，等實驗艙Ⅱ對接時，實驗艙Ⅰ要把對接位置讓出來。

為了確保之后發射的兩個實驗艙能夠順利完成艙段轉位任務，科研人員需要提前開展在軌轉位關鍵技術驗證。簡單地說，天舟二號貨運飛船轉位試驗就是為之后的試驗“打前站”，其是基礎，也是重要技術支撐。

那么，轉位試驗是怎樣進行的呢？天舟二號的轉位試驗是由天和核心艙的機械臂配合完成的。首先，機械臂需要提前爬行到位于節點艙附近的停泊口，為轉位試驗做準備。之后，通過捕獲的方式抓住天舟二號貨運飛船的適配器。航天科技集團五院空間站總體副主任設計師史紀鑫打了一個形象的比喻：“轉位試驗過程中，機械臂一端連接核心艙，另一端連接天舟二號貨運飛船，就像一根扁擔挑著兩頭大象。”這樣的結構非常脆弱，可能會對機械臂造成損傷。因此，科研人員對轉位試驗進行了巧妙設計。

在這次轉位試驗中，科研人員驗證了空間站建造的多項關鍵技術。天和核心艙、機械臂、天舟二號貨運飛船互相配合，姿態不斷變化，猶如太空中的“變形金剛”，令人嘆為觀止。其實，在此之前，科研人員在地面進行了大量的仿真模擬，以確保試驗順利。這次試驗也是對地面仿真系統的一次驗證。此前，機械臂已經協助航天員完成了4次出艙任務，這次試驗是對機械臂艙段轉位能力的考驗。

史紀鑫說：“目前，中國空間站系統狀態良好，這次試驗也為接下來兩個實驗艙交會對接、空間站建造打下了基礎。”確實，有了良好的基礎，天舟二號貨運飛船下一步將進行手動遙操作試驗。航天科技集團五院天舟二號貨運系統總體主任設計師楊勝介紹：“航天員在天和核心艙控制天舟二號貨運飛船進行手動遙控撤離和對接試驗。現在，天舟二號貨運飛船交會對接有兩種模式，正常的話是自動交會對接，如果出現異常情況，還有手動遙操作的備份手段。因此，要為備份手段做在軌驗證。”

更重要的是，天舟二號貨運飛船在完成所有任務后會擇機脫離空間站核心艙，離軌前還會將廢棄物打包帶走后再到大氣層中燒毀——這也是空間站建設的關鍵技術之一。

中國航天事業自創建以來，經歷了艱苦創業、配套發展、改革振興和走向世界等幾個重要時期，如今已達到了世界領先水平……在這條航天之路上，我們前進的步伐從未停止，必將取得更加輝煌的成績。