澎湃新聞

【資料圖】

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，問天實驗艙入軌后，順利完成狀態(tài)設(shè)置，于北京時間2022年7月25日3時13分，成功對接于天和核心艙前向端口，整個交會對接過程歷時約13小時。這是我國目前最大噸位的航天器（23噸的問天實驗艙與40多噸的空間站組合體）之間的交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間首次進(jìn)行空間交會對接。

北京時間2022年7月25日3時13分，問天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口，整個交會對接過程歷時約13小時。

4月25日，記者從中國航天科技集團(tuán)八院獲悉，就在這兩個“大塊頭”完成空間交會對接后，八院抓總研制的問天實驗艙柔性太陽帆板成功完成“二次展開”。如果此刻你有一個天文望遠(yuǎn)鏡，將它對準(zhǔn)太空中的中國空間站，會看到兩大兩小橙色的光影，這四道橙色的光便是空間站天和核心艙、問天實驗艙的兩對大型柔性太陽電池翼，它們是我國空間站不折不扣的“能量源泉”。

問天實驗艙與天和核心艙成功對接后，八院抓總研制的問天實驗艙柔性太陽帆板成功完成“二次展開”。

八院介紹，2021年4月29日成功發(fā)射的天和核心艙，應(yīng)用了我國首型大型柔性太陽電池翼，展開面積達(dá)67㎡，相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)單打羽毛球場的大小。時隔一年多，八院抓總研制的問天實驗艙柔性太陽帆板又刷新了這一紀(jì)錄，其配置了2個單翼展開面積超過138㎡的“翅膀”，2個太陽電池翼總面積超過268平米，厚度只有0.7毫米，功率高達(dá)18千瓦，是名副其實的plus版，未來的夢天實驗艙加入后，4個這樣的太陽電池翼就能提供空間站建成后“天和+問天+夢天”三艙組合體80%的能量需求。

中國空間站三艙“T”字基本構(gòu)型示意圖。

別看plus版太陽翼是個大塊頭，八院的設(shè)計師卻嚴(yán)格控制了其體重，粘貼太陽能電池片的太陽翼基板采用超薄型輕質(zhì)復(fù)合材料，柔性翼全部收攏后厚度只有18厘米，與一部手機(jī)的長度相當(dāng)，僅為傳統(tǒng)剛性太陽翼的1/8。

為何要用柔性太陽帆板取代傳統(tǒng)剛性太陽翼？據(jù)八院專家測算，三名航天員一天工作、生活的用電量預(yù)計為320度左右，傳統(tǒng)的剛性、半剛性太陽電池翼因其體積、重量、功率等因素的限制，無法滿足這一需求，而柔性翼體積小、展開面積大、功率重量比高，18千瓦的電能在滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的同時，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。

太陽翼的成功在軌展開，是發(fā)射任務(wù)圓滿成功的重要標(biāo)志。在此次空間交會對接中，問天實驗艙太陽翼采用三維七步的動作，分二個階段展開，整個過程持續(xù)80分鐘，可謂分分鐘牽動設(shè)計師的心。

為什么要在全世界首創(chuàng)“二次展開”的關(guān)鍵技術(shù)？八院表示，主要是為了確保交會對接這個關(guān)鍵動作的絕對安全。在交會對接過程中，兩個數(shù)十噸級的航天器以約7.9km/s的速度運動，稍有偏差航天器就會發(fā)生碰撞。如果此時太陽電池翼完全展開，問天實驗艙就好比兩只手各持一面巨大的帆與天和核心艙“接吻”，任何一個微小的抖動，都會導(dǎo)致實驗艙的速度、相對位置和飛行姿態(tài)的控制精度嚴(yán)重下降。

為此，八院設(shè)計團(tuán)隊獨創(chuàng)了“二次展開”的關(guān)鍵技術(shù)，在實驗艙發(fā)射后獨立飛行階段，柔性太陽電池翼先展開一部分電池板以滿足實驗艙能量需求，降低飛行控制難度，使得交會對接又穩(wěn)又準(zhǔn)。在對接完成后，再將百平米的太陽翼完全展開，建立完整的能源系統(tǒng)。

整個展開過程，數(shù)節(jié)伸展機(jī)構(gòu)依次向外推出，帶動太陽翼向外展開，像是一架被緩緩拉開的手風(fēng)琴，在宇宙中奏響它的美妙樂章。為了實現(xiàn)安全可靠且一次性成功展開，八院柔性翼研制團(tuán)隊經(jīng)過了多次方案論證，在地面進(jìn)行了大量的高低溫、載荷拉偏試驗，從而確保了伸展機(jī)構(gòu)在太空中也具備可重復(fù)展收、一氣呵成的高可靠性。而為了確保太陽翼在軌服役期間的“萬無一失”，八院團(tuán)隊經(jīng)過多年攻關(guān)，地面完成了40萬次熱真空疲勞壽命試驗、100萬次常溫常壓壽命試驗，充分驗證了產(chǎn)品的高可靠、長壽命。

（原標(biāo)題《兩單翼總面積超138㎡ 問天實驗艙太陽翼成功“二次展開”》。編輯陳穎）

關(guān)鍵詞： 太陽電池 關(guān)鍵技術(shù) 成功完成 中國空間站 北京時間