4月29日,长征五号B遥二运载火箭成功将我国空间站天和核心舱送入预定轨道。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,将发挥未来空间站“太空电站”的作用。柔性太阳电池翼单翼收拢仅一书厚此次,天和核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼,双翼展开面积可达平方米,这是我国首次采用柔性太阳电池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。另外,柔性太阳电池翼的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。比起传统的刚性、半刚性太阳电池翼,柔性翼全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳电池翼的1/15。双翼展开如开启手风琴对于航天器来说,搭载运载火箭成功进入预定轨道仅仅是开端,太阳电池翼成功在轨展开才是任务圆满成功的重要标志。天和核心舱的柔性翼能否成功展开,直接关系到空间站任务的成败。因此,核心舱太阳电池翼采用了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,开启在轨10年运行。首先,15发火工品“热身运动”起爆,解除太阳电池翼与小柱段舱壁的固定;紧接着抬升机构“俯仰运动”将太阳电池翼从舱壁上立起;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。展开过程中,数节伸展机构依次向外推出,带动太阳电池翼向外展开,如同一架被缓缓拉开的手风琴,在宇宙中奏响它的美妙乐章,如梦如幻。百万次试验确保服务空间站至少10年空间站天和核心舱具备10年在轨飞行寿命。太阳电池翼作为舱外产品,要面对极其恶劣的空间环境,包括次正负℃的高低温循环,还有低轨环境中原子氧、紫外辐射、电离辐射等。为了使太阳电池翼具有良好的空间环境适应性,八院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,经过大量的地面模拟长寿命测试。比如,太阳电池翼上的张紧机构。不要小看这根简单的钢丝绳,它是一套恒力弹簧绳索系统,通过不断伸缩才能保证太阳电池翼在高低温环境下的足够刚度以及姿态控制。张紧机构的寿命试验要求是次,但为了确保它在10年在轨工况中张弛有度、收放自如、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、万次常温常压寿命试验,充分验证了产品的高可靠、长寿命。
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