中新网记者 郑莹莹

在距离地球400公里的轨道上，(载人或货运)飞船以毫米级精度与中国空间站组合体顺利对接，实验舱段通过优雅的“太空转体”如期完成空间站“T”字构型的建造，这些“太空芭蕾”的背后有中国空间站对接与转位技术的默默支撑。

2024年度上海市科学技术奖26日在沪揭晓，其中，中国航天科技集团八院(以下简称：八院)的“中国空间站对接与转位机构关键技术及应用”项目获得技术发明奖特等奖。

2002年的对接机构研制场景。(中国航天科技集团八院供图)

起步：16载研制考验

交会对接，是中国空间站建造及在轨常态化运营的关键一环，对于实现空间站的多向组装、舱段扩展等至关重要。

1992年9月，中国确定载人航天“三步走”发展战略，对接机构技术是实现工程第二步要突破的核心关键技术之一。

1995年初，八院成立对接机构研制队伍，当时团队仅7人。

历经十几载探索，八院科技委常委张崇峰带领团队交出异体同构周边式对接机构的优秀“答卷”。

2011年11月3日凌晨，“神舟八号”与“天宫一号”成功对接，标志着中国成为世界上第三个独立掌握交会对接技术的国家。

2011年的神舟试验队工作场景。(中国航天科技集团八院供图)

奋斗：迎候大吨位挑战

“神舟八号”和“天宫一号”都是8吨级的航天器，但要在太空中组建空间站，中国还需要更大吨位的“重量级选手”。

第二代对接机构必须适应空间站建造阶段8吨至180吨之间航天器各种方式的对接。

研制团队提出可控阻尼的控制思路，增大对接机构吸收能量的能力，使大吨位的飞行器对接时更平稳。

2017年4月22日，中国首艘货物飞船天舟一号与天宫二号空间实验室在轨首次交会对接成功，第二代对接机构“首秀”表现出色。

八院研制的对接机构目前已圆满完成36次交会对接任务，并且展现优越的适应能力：神舟十二号载人飞船首次实施快速交会对接；神舟十三号载人飞船首次径向对接；问天实验舱与中国空间站组合体成功对接，完成中国目前最大吨位航天器之间的交会对接……

创新：国际首创平面转位方案

如果说对接机构是身经百战的“老将”，那么转位机构则是专为中国空间站设计的“新秀选手”。

在中国空间站建造阶段，陆续发射的两个实验舱对称分布于天和核心舱节点舱的两个侧向停泊口，从而完成空间站“T”字基本构型的建造任务。

据张崇峰介绍，实验舱如果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。而且两个实验舱将在天和核心舱的侧向永久停泊，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，且这两套设备只能使用一次，造成资源的浪费。所以研制团队选择将两个实验舱先与天和核心舱进行前向交会对接，再通过转位移至天和核心舱侧向停泊口的方案。团队经过多轮调研，最终提出了国际首创的平面转位方案，融合了前向分离、舱段转位、侧向对接等一系列高难度动作。

转位机构的机构集成度和复杂程度并不亚于对接机构，单齿轮种类就有70余种，用到的机、电、热传感组件产品近20种。

2022年的9月30日与11月3日，问天实验舱、梦天实验舱相继完成转位。对接机构对得准，转位机构转得稳，三舱相拥于太空，中国空间站“T”字基本构型正式组装完成。