作者:俞凯 程雷 来源:澎湃新闻 发布时间:2021/4/29 15:29:38
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天和核心舱的“双翼”有134平方米,收拢后相当于一本书厚

 

4月29日11时23分,长征五号B运载火箭在海南文昌航天发射场发射成功,成功将中国空间站天和核心舱送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

空间站副总指挥甘克力介绍,在核心舱的研制任务中,中国航天科技集团有限公司八院承担了电源分系统、对接与转位机构分系统、测控通信产品、资源舱结构与总装及电缆网研制任务。其中,电源分系统作为整个核心舱任务的四大关键技术之一,充当着未来空间站“太空电站”的作用。空间站副总设计师罗斌告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者,柔性太阳翼集合了大面积轻量化、重复展收高可靠、低轨10年在轨长寿命、刚柔并济高承载等四大全新技术。

天和核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼,双翼展开面积可达134平方米,这是中国首次采用柔性太阳翼作为航天器的能量来源。

与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比,柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高,单翼即可为空间站提供9KW的电能,在满足舱内所有设备正常运转的同时,也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。

比起传统的刚性、半刚性太阳翼,柔性翼全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳翼的1/15。基板采用超薄型轻质复合材料,对用来防护空间环境的胶层的涂覆厚度也进行了严格控制。

核心舱太阳翼采用了6台有源机构三维五步展开,展开过程持续40分钟。形象地说,它通过一组 “太空广播体操”舒展筋骨,开启了在轨10年的运行:首先,15发火工品“热身运动”起爆,解除太阳翼与小柱段舱壁的固定,紧接着抬升机构“俯仰运动”将太阳翼从舱壁上立起,随后,展开锁定机构“扩胸运动”将两个太阳电池阵向两侧展开,约束释放机构“转体运动”解除收藏箱的约束,最后伸展机构“伸展运动”带动太阳电池翼完全展开。每个规定动作都经过大量的地面验证试验,确保姿势标准、娴熟流畅。

为了实现安全可靠且一次性成功展开,柔性翼研制团队经过了多次方案论证,在地面进行了大量的高低温、载荷拉偏试验,从而确保了伸展机构在太空中也具备可重复展收、一气呵成的高可靠性。

太阳翼作为舱外产品,要面对的空间环境极其恶劣,除了需要经历88000次±100℃的高低温循环外,还要经受低轨环境中原子氧、等离子体、紫外辐照、电离辐照等多种空间环境的考验。

为了使太阳电池翼具有良好的空间环境适应性,八院805所柔性太阳电池翼研制团队开展了3年多的方案论证和比较工作,集合了国内相关行业的顶级专家,总结出了5项影响太阳翼长寿命的关键攻关项目,并经过大量的地面模拟长寿命测试。

比如,张紧机构的寿命试验要求是88000次,但为了确保它在10年的在轨工况中“张弛有度,收放自如”且“万无一失”,团队历经多年攻关,地面完成了40万次热真空疲劳寿命试验、100万次常温常压寿命试验。

 
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