ウェンティアンの実験小屋が移転し、ハードコアな知識ポイントが登場しました!

9月30日12時44分、地上と宇宙船の間で約1時間の調整を経て、ウェンティアン実験モジュールの移送が完了しました。我が国が移送メカニズムを利用して軌道上で大規模なモジュール移送作業を実施するのは今回が初めてです。ウェンティアン実験モジュールが移設された後、宇宙ステーション複合施設は 2 つのモジュールの「I」構成から 2 つのモジュールの「L」構成に変更されました。今日は、ウェンティアン研究室キャビンの転置に関するハードコアな知識ポイントをいくつか紹介します。

なぜ転置を実装する必要があるのでしょうか?

我が国の宇宙ステーション建設計画によれば、宇宙ステーション建設段階において、相次いで打ち上げられた2つの実験モジュールは、コアモジュール・ノードモジュールの2つの側面結合ポートに対称的に配置され、宇宙ステーションの基本的な「T」字型構成の建設任務を完了する。

ウェンティアン実験モジュールは現在、我が国最大の単一宇宙船です。宇宙ステーションの組立体と横向きで直接ドッキングすると、重心のずれにより宇宙ステーションの姿勢に大きな影響が及び、制御不能に陥る危険性さえある。木の棒の底を手で押すときのような感じです。その方向に沿ってまっすぐ押すと、スティックはまっすぐ前に進みます。横から打つと、スティックは大きくたわんでしまいます。宇宙の微小重力状態では、質量の中心から外れる力は「1オンスの力で1000ポンドを動かす」ほどであり、宇宙ステーションの姿勢を不安定にする。そのため、中国の2つの実験モジュールは、まず前方ポートで軸方向にドッキングされ、その後回転しながら側方駐機ポートに移動されることになる。この回転動作は、中国の宇宙ステーションの建設とその後のミッションの実施において重要な役割を果たす。

平面インデックスを使用する理由は何ですか?

ウェンティアン実験モジュールの移送プロセスをより安定的かつスムーズにするために、研究開発チームはいくつかのデモンストレーションを実施し、国際宇宙ステーションの移送計画を総合的に比較し、「平面移送計画」を独創的に提案しました。平面移送計画を用いて宇宙船の移送作業が完了したのは世界初となります。ロシアの「ミール」宇宙ステーションは反転式の組み立てソリューションを採用しているが、このソリューションではキャビンを所定の位置に配置した後に 90 度反転することになる。我が国が採用した解決策は、ウェンティアンの実験室を同じ平面内で回転させることです。このとき、重心の運動軌道も同一平面内にあるため、旋回動作による宇宙ステーション組立体の姿勢への外乱が少なくなり、宇宙ステーションの姿勢制御が容易となる。

しかし、平面回転方式は、反転型回転方式に比べて構造的に設計が難しく、地上試験システムも複雑です。移送ミッションを円滑かつ成功裏に一度に完了するために、研究開発チームは平面移送スキームの綿密な分析と実証を実施し、軌道上の作業負荷とフルタイム移送テストの検証を行うための対応するテストシステムを開発し、実験モジュールの移送ミッションが秩序正しく、安全で、信頼できるものであることを保証しました。

転院前に「身体検査」を受ける必要がありますか？

軌道上での宇宙船の運用中には支点は存在しません。宇宙ステーションアセンブリがドッキング用の新しいモジュールを受け取り、転送およびドッキング動作を実行するたびに、宇宙ステーションアセンブリは妨害されます。同時に、新しいモジュールの追加により、システムの質量中心の位置、システムの慣性、宇宙ステーションアセンブリの構成などのパラメータが絶えず変化し、その結果、モード周波数や振動モードなどの宇宙ステーションの動的特性が絶えず変化します。したがって、宇宙ステーションは軌道上で「変身」を完了するたびに、「新しい自分」になります。各姿勢においてモデルが十分に正確であることを保証するために、シミュレーションモデルが確立された後、モードテストを通じて継続的に修正し、宇宙ステーションの姿勢制御システムの設計に正確な動的特性パラメータを提供する必要があります。これにより、モデルの精度が向上し、転送がスムーズになり、軌道上のすべての操作がスムーズになります。

昼夜を問わず努力を重ねた結果、高精度のモーダルパラメータ識別システム「物理検査マスター」が誕生しました。このシステムは、世界最大の単一宇宙船の高精度なモードパラメータ識別を実現し、宇宙ステーション全体とその大型サブシステムのモードパラメータを正確に識別し、宇宙ステーションの軌道上組み立てと姿勢調整に不可欠な入力を提供します。宇宙ステーションのあらゆる成功した「変革」は、この実験システムと切り離すことはできません。孟天実験モジュールがノードモジュールとドッキングした後、回転によりノードモジュールの別の横方向の結合ポートにもドッキングし、我が国の宇宙ステーションの基本的な「T」字型を形成します。このシステムは、その後のニーズに基づいて継続的にアップグレードされ、軌道上の宇宙ステーションの長期的かつ安定した運用に貢献します。