来源:中国载人航天微信公号 发布时间:2022/11/4 16:55:34
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飞天圆梦 | “太空电站”让中国空间站实现用电自由

 

随着空间站梦天实验舱顺利完成转位,中国空间站“T”字基本构型也开始亮相。很多人会好奇,空间站内是如何解决用电问题的?“解码梦天”第六期,带你了解“太空电站”。

空间站梦天实验舱与空间站组合体在轨完成交会对接

柔性太阳翼 实现能源自由

目前,中国空间站共配备了2种规格6套大型柔性太阳翼。天和核心舱上的太阳翼是为我国空间站打造的首个大面积可展收柔性太阳翼,单个太阳翼展开面积67平方米,相当于一个标准单打羽毛球场的大小。问天实验舱和梦天实验舱上各配备了2套plus版大型柔性太阳翼,单套太阳翼展开面积达到138平方米,4个这样的太阳翼就能提供空间站建成后三舱组合体80%的能量,在满足舱内搭载的天文、地理、生物、医学等各类科学仪器正常运转的同时,也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。在天和、问天、梦天三舱形成组合体后,柔性太阳翼面积达到约700平方米,它们一起在太空“鲲鹏展翅”,让中国空间站实现能源自由。

2022年11月3日,梦天实验舱完成转位,与天和核心舱、问天实验舱形成空间站“T”字基本构型组合体

对日定向装置 提供稳定能源

在问天实验舱与梦天实验舱上,均配置了对日定向装置,也就是负责太阳翼进行 360°旋转的机构。简单来说,对日定向装置主要有两个作用,一是负责驱动问天实验舱和梦天实验舱两翼太阳翼的整体转动,二是负责将太阳翼产生的能源向舱内传递。对日定向装置不仅带动了柔性太阳翼这个“大块头”稳稳地转动,还确保了太阳翼始终以“向日葵”的姿势朝向太阳。无论春夏还是秋冬,不受太阳入射角的影响,不受空间站飞行姿态的影响,太阳翼总能获取到最大的能量。

对日定向驱动机构的“家”,安置在实验舱舱体与柔性太阳电池翼之间,名为“桁架”。“桁架”架起了太阳电池翼与实验舱能量传输的桥梁,同时安置了电源分系统一些设备,以进行能量的汇集、转换与传递。但这个半露天的“居室”,生存环境非常恶劣。在进行大功率能量传输时,“桁架”内的设备会进入“发热”状态。太空中的“原住民”们,原子氧、等离子体、紫外辐照、电离辐照等,也时刻会“登门拜访”,将干扰“桁架”的工作。研制团队想出了多种解决方案确保“太空电站”始终以最佳的状态为空间站提供稳定的能源。

锂离子蓄电池 实现超长待机

中国空间站将在轨运营十余年,那么,如何使“太空电站”具有定期进行维护和升级的能力呢?

一方面,从研制、使用、更换等多个角度,设计出了满足空间站运行需求的长寿命大容量高安全锂离子蓄电池。另一方面,通过多次试验验证,让“太空电站”的每一位成员,都具有可维修、可更换的特性。其中最引人瞩目的,当属核心舱两个柔性太阳翼的在轨能源拓展功能,其可由航天员与机械臂配合,实现舱外拆卸与转移,安装于实验舱尾部桁架上,并在轨重新组建供电通道,为空间站源源不断地提供能源。

并网供电 实现能源共用

中国空间站这座“独栋大别墅”,其在轨运行时,各“房间”的帆板光照条件变化频繁、遮挡情况变化复杂,这就需要配套更强大的能源系统。

研制团队经过多重试验、层层确认,让核心舱、实验舱、载人飞船、货运飞船,组成了和谐灵活的“供电大联盟”。其中,问天实验舱和梦天实验舱拥有我国最大面积的柔性太阳电池翼,它们将肩负起中国空间站主要能量来源这一光荣使命,让航天员在太空真正实现用电自由。

通过灵活的并网供电,确保整个空间站系统的正常能源供给。中国空间站实现能源自由不再是梦!

神舟十四号航天员乘组进入梦天实验舱

 
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