“太空電站”讓中國空間站實(shí)現(xiàn)用電自由

隨著空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位，中國空間站“T”字基本構(gòu)型也開始亮相。很多人會好奇，空間站內(nèi)是如何解決用電問題的？下面，我們帶你了解“太空電站”。

柔性太陽翼實(shí)現(xiàn)能源自由

目前，中國空間站共配備了2種規(guī)格6套大型柔性太陽翼。天和核心艙上的太陽翼是為我國空間站打造的首個(gè)大面積可展收柔性太陽翼，單個(gè)太陽翼展開面積67平方米，相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單打羽毛球場的大小。問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙上各配備了2套plus版大型柔性太陽翼，單套太陽翼展開面積達(dá)到138平方米，4個(gè)這樣的太陽翼就能提供空間站建成后三艙組合體80%的能量，在滿足艙內(nèi)搭載的天文、地理、生物、醫(yī)學(xué)等各類科學(xué)儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。在天和、問天、夢天三艙形成組合體后，柔性太陽翼面積達(dá)到約700平方米，它們一起在太空“鯤鵬展翅”，讓中國空間站實(shí)現(xiàn)能源自由。

對日定向裝置提供穩(wěn)定能源

在問天實(shí)驗(yàn)艙與夢天實(shí)驗(yàn)艙上，均配置了對日定向裝置，也就是負(fù)責(zé)太陽翼進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。簡單來說，對日定向裝置主要有兩個(gè)作用，一是負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙兩翼太陽翼的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，二是負(fù)責(zé)將太陽翼產(chǎn)生的能源向艙內(nèi)傳遞。對日定向裝置不僅帶動(dòng)了柔性太陽翼這個(gè)“大塊頭”穩(wěn)穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，還確保了太陽翼始終以“向日葵”的姿勢朝向太陽。無論春夏還是秋冬，不受太陽入射角的影響，不受空間站飛行姿態(tài)的影響，太陽翼總能獲取到最大的能量。

對日定向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的“家”，安置在實(shí)驗(yàn)艙艙體與柔性太陽電池翼之間，名為“桁架”。桁架架起了太陽電池翼與實(shí)驗(yàn)艙能量傳輸?shù)臉蛄?，同時(shí)安置了電源分系統(tǒng)一些設(shè)備，以進(jìn)行能量的匯集、轉(zhuǎn)換與傳遞。但這個(gè)半露天的“居室”，生存環(huán)境非常惡劣。在進(jìn)行大功率能量傳輸時(shí)，桁架內(nèi)的設(shè)備會進(jìn)入“發(fā)熱”狀態(tài)。太空中的“原住民們”，原子氧、等離子體、紫外輻照、電離輻照等，也時(shí)刻會“登門拜訪”，將干擾桁架的工作。研制團(tuán)隊(duì)想出了多種解決方案確?！疤针娬尽笔冀K以最佳的狀態(tài)為空間站提供穩(wěn)定的能源。

鋰離子蓄電池實(shí)現(xiàn)超長待機(jī)

中國空間站將在軌運(yùn)營十余年，那么，如何使“太空電站”具有定期進(jìn)行維護(hù)和升級的能力呢？

一方面，從研制、使用、更換等多個(gè)角度，設(shè)計(jì)出了滿足空間站運(yùn)行需求的長壽命大容量高安全鋰離子蓄電池；另一方面，通過多次試驗(yàn)驗(yàn)證，讓“太空電站”的每一位成員，都具有可維修、可更換的特性。其中最引人矚目的，當(dāng)屬核心艙兩個(gè)柔性太陽翼的在軌能源拓展功能，其可由航天員與機(jī)械臂配合，實(shí)現(xiàn)艙外拆卸與轉(zhuǎn)移，安裝于實(shí)驗(yàn)艙尾部桁架上，并在軌重新組建供電通道，為空間站源源不斷地提供能源。

并網(wǎng)供電實(shí)現(xiàn)能源共用

中國空間站這座“獨(dú)棟大別墅”，其在軌運(yùn)行時(shí)，各“房間”的帆板光照條件變化頻繁、遮擋情況變化復(fù)雜，這就需要配套更強(qiáng)大的能源系統(tǒng)。

研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多重試驗(yàn)、層層確認(rèn)，讓核心艙、實(shí)驗(yàn)艙、載人飛船、貨運(yùn)飛船，組成了和諧靈活的“供電大聯(lián)盟”。其中，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙擁有我國最大面積的柔性太陽電池翼，它們將肩負(fù)起中國空間站主要能量來源這一光榮使命，讓航天員在太空真正實(shí)現(xiàn)用電自由。

通過靈活的并網(wǎng)供電，確保整個(gè)空間站系統(tǒng)的正常能源供給。中國空間站實(shí)現(xiàn)能源自由不再是夢！