2021年4月29日成功发射的空间站天和核心舱,应用了我国首型大型柔性太阳电池翼。这对“翅膀”展开面积达67平方米,相当于一个标准单打羽毛球场的大小。
时隔一年多,这一纪录就被刷新了:问天实验舱配置了2个单翼展开面积超过138平方米的“翅膀”,是名副其实的Plus版。
别看太阳翼如此庞大,却十分轻巧柔软。粘贴太阳能电池片的太阳翼基板采用了超薄型轻质复合材料,柔性太阳翼全部收拢后厚度也只有18厘米。
太阳翼基板上,安装了柔性砷化镓电池,俗称薄膜电池。薄膜电池的光电转换效率高于传统硅电池,体积更小、重量更轻。仅问天实验舱配置的太阳翼,功率就高达18千瓦,4个太阳翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量。
太空的生活离不开电。空间站内各系统的运转、航天员的生活、问天实验舱中实验仪器的工作,都需要电力。综合下来,三名航天员一天工作、生活的用电量预计为320度左右。柔性太阳翼提供的能量在满足舱内所有设备正常运转的同时,完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。
时刻保持“电力在线”
二次展开技术首亮相
在观看载人航天发射直播时,我们常常会听到一系列遥控口令:船箭分离、太阳能帆板展开、调整飞行姿态……对于飞行器来说,太阳翼的成功在轨展开是发射任务圆满成功的重要标志之一。
由于受到火箭尺寸等限制,航天器发射前,科研人员必须对太阳翼进行折叠或压缩。在太空中,太阳翼舒展打开,并在航天器飞行过程中不断调整方向,尽量对准太阳,提供最大效率的能源输入。有人形容,这好像鸟儿在枝头打盹时合拢双翼,在展翅高飞时翱翔长空。所以,展开是太阳翼正式服役的标准动作。此次问天实验舱太阳翼就以全世界首创的“二次展开”精彩亮相。