NASA Gateway旋转木马式环形载荷舱结构设计

　　该环形舱段结构面向地月轨道空间站在轨驻留场景设计，核心解决长期在轨任务中货物存储与人员通行的空间平衡矛盾，适配Gateway月球门户在轨运行期间的物资转运、乘员活动需求，可对接舱段主通道作为中转存储模块使用，也可独立作为实验载荷搭载单元挂载于空间站桁架节点。整体采用七环分层堆叠的主体构型，单环径向设置两到三层CTB货包安装位，所有货包固定接口遵循国际空间站通用货包安装标准，可直接适配现有航天货包的快拆锁止结构，无需额外设计转接支架。最内层环带特意去除冗余货袋安装位，预留出连续贯通的人员通行通道，通道内壁设置符合航天工效学标准的防滑扶手，扶手安装位置经过人体可达域校核，满足微重力环境下乘员移动时的抓附需求，即便舱段出现电气系统故障、

　　机械锁止机构异常的极端工况，乘员也可沿内层通道无阻碍抵达所有货位，完成手动操作与应急处置。结构设计阶段优先考虑微重力环境下的载荷均匀分布，七个环段的质量分配经过多轮迭代校核，避免整舱旋转或姿态调整时出现偏心载荷，每个环段的货位安装面都设置了统一的载荷标识，便于地面总装与在轨换件时的配重计算，所有结构棱边均做R3以上圆角处理，防止微重力环境下漂浮的尖锐边角刮蹭航天服或管线。环形主体的安装边界完全匹配Gateway节点舱的对接口尺寸，对接法兰采用标准的国际对接系统接口规格，可直接与现有舱段完成机械连接与管线对接，法兰端面的平面度公差控制在0.1mm以内，保证对接时的密封性能满足舱内保压要求。

　　内层旋转木马式的货盘支撑结构采用中心回转支承承载，回转支承的选型经过在轨寿命校核，可满足15年服役周期内的频繁转动需求，转动阻尼经过专门调校，微重力环境下单人即可推动整圈货盘转动，无需额外配置动力驱动组件，既降低了系统复杂度，也减少了故障点。每个货位都预留了设备线缆走线槽，走线槽沿环段结构筋板布置，可覆盖从货包到舱段主干线的所有走线路径，避免线缆在舱内漂浮干涉人员通行。结构的材料选型优先考虑航天常用的铝合金与复合材料搭配，主承力环采用7075铝合金整体机加工成型，非承力的货包挡板采用碳纤维复合材料制作，在保证结构强度满足发射段过载要求的前提下，尽可能降低整舱结构重量。设计过程中同步完成了发射段力学仿真、在轨热变形仿真、微流星体撞击防护仿真，所有仿真结果均满足航天结构设计规范要求，环段外侧预留了多层隔热材料安装位与防护层安装接口，可根据实际任务需求加装不同厚度的防护结构。