天和在中间，问天梦天在两边，我国空间站“T”字构型组装完成
据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年11月3日9时32分，空间站梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成，向着建成空间站的目标迈出了关键一步。按计划，后续将开展空间站组合体基本功能测试和评估。
就在一个多月前，问天实验舱完成转位，这是我国首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作。新京报记者从航天科技集团五院获悉，这两次转位过程相似：转位期间，实验舱首先完成相关状态设置，而后与天和核心舱分离，采用平面转位方式完成转位，并与节点舱侧向端口进行再对接。
通过两次转位，空间站组合体实现了以天和核心舱为轴，问天实验舱与梦天实验舱对称分布于天和核心舱节点舱两个侧向停泊口的“T”字基本构型。
10月31日，海南文昌，搭载着空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射并准确进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。袁琛摄/ICphoto
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为什么要转位？
转位动作在我国空间站的建造及后续任务实施中发挥着重要作用。“问天”“梦天”两个实验舱在发射后，首先与天和核心舱进行前向交会对接，再通过转位动作从天和核心舱前向对接口移动到侧向停泊口，从而完成空间站“T”字基本构型的建造任务。
为什么不能在实验舱发射后，通过侧向交会对接，直接泊到天和核心舱的两侧？据航天科技集团五院介绍，一是实验舱与空间站组合体进行侧向对接，会因为质心偏差对空间站姿态造成较大影响，甚至可能会有滚转失控的风险；二是如果选择侧向交会对接，首先需要在天和核心舱两个侧向端口分别配置一套交会对接设备，而根据空间站建造方案，两个实验舱将在天和核心舱的侧向永久停泊，如此配置将使这两套对接设备只能使用一次，从而造成资源浪费。
由此可见，两个实验舱先与核心舱进行前向交会对接，再通过转位移至核心舱侧向停泊口是最优的设计方案。
据了解，两个实验舱在转位任务安排上也有些差异。问天实验舱在经过发射和交会对接后，先开展了航天员出舱等一系列任务，而后才开展转位。与问天实验舱不同，梦天实验舱则是在发射、交会对接后直接转位，待形成“T”字构型组合体后，再开展在轨测试、航天员驻留等任务。
11月3日，据中国载人航天工程办公室消息，空间站梦天实验舱顺利完成转位。图/ICphoto
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为什么是“T”字构型？
2022年7月，问天实验舱发射并与天和核心舱完成交会对接，空间站组合体呈两舱“一”字构型。9月底，问天实验舱转位成功，空间站组合体变为两舱“L”字构型。此后，梦天实验舱发射成功并与天和核心舱完成前向交会对接，空间站组合体呈横向且不对称的“T”字构型。而目前，梦天实验舱完成转位，三舱最终呈现对称“T”字构型。
为什么是“T”字构型？航天科技集团五院空间站系统总指挥王翔表示，为了使航天器易于运动控制，构型要保证主结构和质量分布尽量对称、紧凑，以获得好的质量特性。
王翔介绍，转位后的“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合体管理上都是比较稳定的构型，易于组合体的飞行，且由于其受到的地心引力、大气扰动等影响较为均衡，空间站姿态控制消耗的推进剂和其他资源较少。若采用非对称构型，组合体的力矩、质心与所受到的干扰相对于姿态控制、轨道来说都不是对称的，其飞行效率更低，控制模式更加复杂，一旦构型发生偏转，就需要付出额外的代价和资源将其控回。
为确保梦天实验舱转位任务顺利实施，研制团队制定了转位方案。例如，转位过程中，测控与通信分系统在天地间搭建起畅通的通信链路，传输高清图像，使得整个转位过程100%受控；机械臂分系统始终作为转位机构的备份手段，保障平台安全；热控分系统负责整个空间站组合体的温度控制，包括向太空辐射散热与热管理等。各分系统的高效配合，也使得此次任务仅用约1小时就圆满完成。
11月3日，据中国载人航天工程办公室消息，北京时间当日15时12分，神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。图/ICphoto
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什么是“1+1+1=1”理念？
中国空间站在设计之初就运用了系统科学的思想：系统的各部分各自独立，组成系统时又相互联系、相互作用，有机地形成一个整体。
三舱形成“T”字构型后，以“1+1+1=1”的理念构建成为“组合体核心”。其中，由天和核心舱进行统一的组合体管理，包括姿态轨道控制、载人环境、热控、信息通信等；问天实验舱与天和核心舱互为备份，可随时接替天和核心舱对空间站组合体进行统一管理和控制；问天实验舱、梦天实验舱为开展舱内外科学实验，提供支持。三舱协同配合、有机统一，构成更加完整可靠的空间站组合体。
值得一提的是，梦天实验舱上还配置了由航天科技集团五院结构机构分系统研制的货物气闸舱和舱外展开试验平台，今后需要安装在舱外的科学试验设备，可通过货运飞船运送到空间站，再通过货物气闸舱把载荷送到舱外，由机械臂或者航天员安装到舱外平台上，从而实现舱外试验项目的不断更新。
新京报记者 张建林
编辑陈静校对李立军