梦天号实验舱与空间站组合体轴向对接
梦天号实验舱转位对接
天宫空间站在轨组装过程犹如太空变形金刚 ， 需要历经一字形、L形、T形等多个构型演变 ， 进一步凸显其姿态控制系统的强大适应力 。
两个实验舱完成对接后就意味着天宫空间站三舱组合体在轨组装任务大功告成 ， 接下来就是验证最后一项核心能力 ， 即航天员在轨轮换 。
完成在轨组装任务的天宫空间站组合体
是否具备航天员在轨轮换能力 ， 决定了天宫空间站能否具备连续不间断的有人驻留能力 ， 这也是永久性载人空间站的一项标志性能力 。
届时神舟十五号飞船将搭乘长征2F遥十五运载火箭升空 ， 并与天和一号核心舱轴向对接口对接 ， 此时天宫空间站的舱（船）段成员有：天和一号核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号载人飞船、神舟十五号载人飞船 ， 组合体在轨规模将达到90吨级 ， 站内航天员人数由3人升级至6人 。
天宫空间站航天员首次在轨轮换组合体形态
话说天和一号核心舱自身就具备同时对接两艘神舟飞船能力 ， 为什么一定要等到空间站完成组装任务后再进行航天员在轨轮换呢？这是因为问天号实验舱另外配置有3个独立睡眠区 ， 加上天和一号核心舱3个独立睡眠区 ， 总计有6个独立睡眠区 ， 可以保障航天员轮换期间6人同时短期驻留需求 ， 在睡眠区全部到位后进行在轨轮换可以更加全面的检验空间站综合保障能力 。
在上一篇文章里笔者提到22吨级的天和一号核心舱以一己之力就能够匹敌国际空间站星辰号核心舱+曙光号多功能货舱+团结号节点舱三舱相加的各项功能 ， 甚至有所超出 。 其实远远不止如此 ， 天宫空间站不仅实现了功能超越 ， 更是在设计理念上完成了新的蜕变 。
天和一号PK国际空间站三大舱段
载人航天工程空间站系统总指挥王翔对此指出 ， 基于系统科学思想的理念 ， 组成天宫空间站的各舱段（包括来访飞船）原为独立飞行器 ， 对接后形成一个由空间站统一控制和管理的组合体；其组合过程实际上是控制权的交接或接管 ， 新舱段将控制权交与空间站 ， 将舱体与舱内资源融入空间站并形成扩展后新的空间站的一部分 。 最终实现1+1等于1的工程效果 。
1+1等于1的背后是空间站各舱段资源的高效整合 ， 反观国际空间站在诸多领域则是1+1小于1 ， 其表现如下：
1.电力系统只具备单向供电能力 ， 比如国际空间站诸多舱段只能由桁架太阳翼供电 ， 桁架太阳翼又对俄舱段太阳翼形成遮挡 ， 导致后者电力供应能力受损 。
国际空间站桁架太阳翼对俄舱段太阳翼遮挡问题突出
2.热控资源无法集中 ， 国际空间站非俄舱段建立了以命运号实验舱为中心的公共流体回路系统 ， 实现了局部热控资源的共享 ， 但俄舱段由于流体介质与非俄舱段不同 ， 导致两者无法构建更加完整的公共流体回路 。
国际空间站星辰号服务舱（俄）
3.信息系统难以共享 ， 国际空间站各舱段之间通常可以看到颇为凌乱的线路连接 ， 这些都是航天员在出舱任务中进行手动拉线连接 。
国际空间站舱段间凌乱的线路连接
再比如他们航天员在出舱期间头盔摄像机传输画面经常有传输中断的现象 ， 这些都是信息链路阻塞的表现 。
NASA舱外航天服成像画面传输中断现象
天宫空间站不仅完美解决了上述问题 ， 更实现了新的创新 。 基于航天器交会对接技术的结构与运动控制 ， 以及流体回路资源共享这都是基本技能 。
载人空间站通常都是由一个核心舱为基点开枝散叶 ， 而我们则是在天和一号这个强核心舱基础上创新了“三舱核心组合体（天和一号+问天号+梦天号）”方案 ， 该方案之所以能够实现得益于结构与运动控制、信息系统、能源系统、热控流体回路、载人环境、推进系统的高度融合 。
天宫空间站“三舱核心组合体”地面验证舱
电力供应方面 ， 径向对接于天和一号的两个大吨位实验舱形成了近40米的大跨度 ， 两部双自由度大型太阳翼布置在两个实验舱的两端 ， 达到了类似国际空间站桁架结构克服太阳翼相互遮挡问题的作用 ， 同时高光电转化效率的三结柔性砷化镓电池技术的应用 ， 使得电池翼更加轻质 ， 且发电效率更高 。
在解决太阳翼遮挡问题上我们进一步创新了电力系统在轨重构功能 ， 天和一号核心舱太阳翼可由航天员在机械臂辅助下拆卸 ， 并转移至两个实验舱末端的桁架处安装 ， 彻底解决电池翼遮挡问题 ， 而这就是“三舱核心组合体”的一个显著特征 。
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