9月30日午间，经过约1小时的天地协同，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。问天实验舱转位完成后，空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型。如何在太空中让重达20多吨的问天实验舱完成平面转位？怎样确保各分系统高效配合？记者采访了来自中国航天科技集团有限公司的专家们。
9月30日在北京航天飞行控制中心拍摄的问天实验舱转位画面。这是问天实验舱与天和核心舱分离，采用平面转位方式进行转位。新华社记者 郭中正 摄
空间站舱段转位技术是中国空间站建造所必须突破的关键技术之一。看似简单，却融合了前向撤离、舱段转位、侧向对接等高难度动作。来自航天科技集团五院的专家告诉记者，舱段转位期间，由百余公斤的转位机构驱动20多吨的问天实验舱进行大范围转移，如同“用一根扁担挑起两头大象”，属于动力学特性最脆弱的状态，两端轻微振动就可能产生严重后果。为确保结构安全，必须暂时关闭组合体姿态主动控制，让空间站在自由漂浮状态下完成舱段转位。
此外，问天实验舱如果直接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，甚至会出现滚转失控的风险。
“就像用手推一根木棍的底部，如果沿着它的方向直推过去的话，木棍会径直向前走。如果从侧面撞过去，木棍则会发生较大的偏转。在太空的微重力状态下，偏离质心的力足以让空间站的姿态失稳。”航天科技集团八院空间站系统产品保证经理魏智解释说。
为了让问天实验舱的转位过程变得更加平稳，航天科技集团八院805所对接与转位研制团队几经论证，并综合对比国际空间站的转位方案，创造性地提出了“平面式转位方案”。
魏智介绍，我们采用的方案是让问天实验舱在同一平面内进行转位，此时由于质心的运动轨迹也处在一个平面，转位动作对空间站组合体的姿态扰动较小，更易于控制空间站的姿态。同时，本次转位任务的成功，也离不开空间站各分系统间的大力协同。
此前，工程总体于2022年1月6日组织实施了机械臂辅助货运飞船转位试验，是问天实验舱转位前的一次正式预演，先后完成了机械臂捕获天舟二号、对接机构分离、天舟二号转位以及再次对接等一系列预定动作，为本次问天实验舱转位任务的成功实施奠定了坚实基础。
航天科技集团五院空间站问天实验舱副主任设计师罗超表示，正是由于各分系统的高效配合，进一步确保了此次任务期间空间站组合体的运行稳定和安全。
后续，空间站组合体将以“L”构型在轨飞行，等待梦天实验舱发射、交会对接后，还将转位形成空间站三舱“T”构型组合体。（记者胡喆、宋晨）
