中国空间站如何运行(中国空间站步骤)

原标题：问天（六）让空间站“坐如钟，动如风”的秘诀是什么？

7月24日，问天实验舱在文昌航天发射场成功发射。“问天”入列后，目前的空间站综合体由天河核心舱、问天实验舱、神舟十四号载人飞船和天舟四号货运飞船组成。今年还将迎来梦天实验舱和天舟。神舟五号、神舟十五号先后访问。这个重达100多吨的在轨空间站组件的姿态控制难度，在我国的航天任务中是前所未有的。《问天》第六章给你让空间站“坐如钟，行如风”的秘诀！

航天器姿态控制有“神器”吗？

可控扭矩陀螺“大显身手”

航天器传统的姿态控制方法是通过RCS姿态控制系统（反应控制系统）来调整姿态，需要向上运动，消耗大量推进剂。成本效益极低，不适合大型航天器的姿态控制。

空间站日常运行过程中，其姿态会因地球高层大气、太阳电磁辐射、引力场等多种因素而发生变化。它所承载的多种负载也有特定的指向要求，尤其是大型柔性太阳能翼。动态的日常定向要求。

空间站大型柔性太阳能翼

因此，空间站的稳定运行需要一个强大的“神器”——控制力矩陀螺仪来稳定它。它是航天器姿态控制的惯性执行部件。它通过高速旋转的飞轮获得角动量，并通过改变角动量的方向来输出扭矩。与RCS姿态控制系统相比，除了零油耗的天然优势外，还具有最大限度减少对航天器柔性部件干扰的优势。是大型空间站不可或缺的核心技术装备。

控制力矩陀螺仪

曾经是科技发展的“绊脚石”！

如今，我们自力更生，自主打造“智能”产品。

没有它，走针千里是不可能的；没有它就不可能建造空间站；没有它就不可能研制出快速机动的航天器……控制力矩陀螺仪的技术研究和产品开发曾经是中国航天技术发展的“绊脚石”。1991年，我国开始论证空间实验室和空间站项目，控制力矩陀螺被提出作为“重要武器”。中国人深信“核心技术是买不来的”，所以在示范之初就坚定地选择了自力更生。

我国第一个推出的是200Nms（牛顿·米秒）控制扭矩陀螺仪。2011年成功发射入轨的天宫一号就配备了6个这种扭矩陀螺仪。其在轨应用成为我国航天机电部件发展的里程碑，也使我国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个掌握这项技术的国家。的国家。

200Nms控制扭矩陀螺仪

自天宫一号以来，科研团队陆续研发了角动量从0.1Nms到1500Nms的产品，形成了全系列控制力矩陀螺产品线，满足我国各类空间飞行器的姿态机动和姿态控制需求。国家。与第一代产品相比，新研制的控制力矩陀螺仪具有精度高、响应快、寿命长、可靠性高等优点，能够满足我国各类空间飞行器的姿态控制要求。

此次空间站任务将控制力矩陀螺仪在中国航天器上的使用提升到了一个新的水平。其他航天器的控制力矩陀螺均安装在舱内，工作环境相对单一。然而，空间站上的控制力矩陀螺需要适应舱内和舱外的工作环境。由于巨大的温差、真空度变化等因素，给产品关键部位的润滑和整机的散热带来了巨大的挑战。尤其是针对舱外超过200度的温差，开发商必须进行专门的热控设计。同时对舱室产品进行减振降噪工作，满足舱室噪声指标要求。

空间站核心舱已安装6个大型控制力矩陀螺仪

控制力矩陀螺仪作为复杂的空间机电产品，具有恶劣的工作环境和长寿命的要求。它需要以每分钟数千转的速度连续工作多年，并且在轨出现故障的概率很高。因此，为了保证空间站的寿命和可靠性，控制力矩陀螺仪也需要具备在轨更换的能力。

中国空间站使用的控制力矩陀螺仪目前最大角动量为1500Nms，采用两舱“6·6”构型。其中6个已安装在连接核心舱大柱段和小柱段的锥体外壁上，另外6个将安装在问天实验舱内。该配置是组合系统层面的高级点，可以通过整体网络组合使用、按需重构。

神舟十四号航天员在轨设置控制力矩陀螺

从“绊脚石”到技术高峰，控制力矩陀螺系列产品的研发和应用，显着提升了我国航天飞行器的姿态机动和姿态稳定控制能力，也推动了我国航天惯性的快速发展执行器。多个控制力矩陀螺仪的组合使用，足以帮助空间站“坐如钟、动如风”，支撑载人航天工程的稳步发展。