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10月31日，中國空間站“T”字構(gòu)型組合體的最后一個部分——夢天實(shí)驗(yàn)艙，順利進(jìn)入預(yù)定軌道。值得注意的是，助力中國空間站遨游太空的“翅膀”有三種：神舟載人飛船采用剛性太陽翼、天舟貨運(yùn)飛船采用半剛性太陽翼、核心艙和兩個實(shí)驗(yàn)艙采用柔性太陽翼。

(資料圖片)

記者從航天科技（000901）集團(tuán)八院獲悉，這三款不同的太陽電池翼各有所長，基本覆蓋了目前所有的太陽翼種類。航天八院空間站型號副總師王治易介紹，從1992年“921工程”立項開始，航天八院便致力于為航天器打造穩(wěn)定可靠的“翅膀”，截至目前，已經(jīng)有28套剛性太陽翼、8套半剛性太陽翼以及6套柔性太陽翼翱翔太空，源源不斷地為載人航天工程（603698）提供能源。

剛性太陽翼

技術(shù)成熟、適用性廣

剛性太陽翼指采用碳纖維面板、鋁蜂窩復(fù)合材料作為基板的太陽電池翼。剛性太陽翼一般由1-4塊剛性基板組成，每塊剛性基板可以根據(jù)發(fā)電功率需求進(jìn)行設(shè)計，長寬一般不超過、3.5米×2.5米，厚度18-22毫米，具有良好的剛度和強(qiáng)度，給電池片提供了一個“豪華大床”。剛性太陽翼是世界航天史上最早應(yīng)用的可折疊式太陽電池翼，也是被各個航天強(qiáng)國廣泛采用的技術(shù)方案。

從神舟飛船設(shè)計伊始，研制團(tuán)隊就瞄準(zhǔn)了技術(shù)已趨于成熟的剛性太陽翼，確保實(shí)現(xiàn)飛船在軌運(yùn)行的高可靠性和安全性。神舟飛船的太陽翼結(jié)構(gòu)為碳纖維蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，展開面積為24平方米，具備高剛度、高強(qiáng)度等優(yōu)勢，且一次展開到位，飛船入軌后，剛性太陽翼可在十幾秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速展開，滿足飛船的供電需求。

1999年，歷經(jīng)近8年從無到有的技術(shù)攻關(guān)，我國第一款應(yīng)用于載人航天領(lǐng)域的剛性太陽翼隨神舟一號載人飛船的成功發(fā)射亮相太空，時至今日，剛性太陽翼已為神舟飛船服務(wù)23年。

憑借穩(wěn)定可靠的出色性能，剛性太陽翼目前已成為我國衛(wèi)星領(lǐng)域使用最廣泛的產(chǎn)品。

半剛性太陽翼

輕量化、高承載、可實(shí)現(xiàn)空間環(huán)境防護(hù)

為了保證天宮飛行器電源系統(tǒng)高電壓體系的安全性，同時為電池電路提供更好的散熱環(huán)境，進(jìn)一步減輕太陽電池翼的重量，天宮一號選擇了當(dāng)時具有世界先進(jìn)水平的半剛性太陽翼作為技術(shù)方案。與剛性太陽翼一樣，半剛性太陽翼也具備展開方式簡單、展開速度快的優(yōu)勢。

如果將剛性太陽翼比喻為“乒乓球拍”，那么半剛性太陽翼則是一只“網(wǎng)球拍”。因?yàn)榘雱傂蕴栆硗黄屏瞬ＡЮw維網(wǎng)編織技術(shù)，創(chuàng)造性地采用了玻璃纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而具備了輕量化、高壓安全性、高承載性以及空間環(huán)境的強(qiáng)防護(hù)性，特別是對低軌空間環(huán)境中原子氧、等離子體的防護(hù)，極大體現(xiàn)了半剛性太陽翼所具備的長壽命優(yōu)勢。

2011年，航天八院805所太陽翼團(tuán)隊成功研制國內(nèi)首套低軌高壓半剛性太陽翼，并首次應(yīng)用于天宮一號實(shí)驗(yàn)室，助力天宮一號實(shí)現(xiàn)了在軌7年的可靠運(yùn)行。值得一提的是，半剛性太陽翼在研制初期即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的全國產(chǎn)化。

柔性太陽翼

首創(chuàng)“二次展開”技術(shù)，體積小、功率高

空間站上搭載的天文、地理、生物、醫(yī)學(xué)等各類科學(xué)儀器將陸續(xù)工作，航天員的日常生活也離不開能源，傳統(tǒng)的剛性、半剛性太陽電池翼因體積、重量、功率等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，比如實(shí)驗(yàn)艙柔性翼全部收攏后，厚度只有18厘米，與一部手機(jī)的長度相當(dāng)，僅為剛性太陽翼的1/8。

目前，中國空間站共配備了兩種規(guī)格6套大型柔性太陽翼。2021年4月29日，我國空間站的“第一塊積木”天和核心艙率先就位，其使用的便是為我國空間站打造的首個大面積可展收柔性太陽翼。核心艙單個太陽翼展開面積67平方米，相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)單打羽毛球場的大小，可以提供9千瓦的電能。

作為一種全新的太陽電池翼，柔性翼的系統(tǒng)組成、展開原理、技術(shù)難點(diǎn)與傳統(tǒng)剛性、半剛性太陽翼大相徑庭。傳統(tǒng)剛性、半剛性太陽翼都是一次展開，在短短十幾秒內(nèi)就完成所有動作；而大型柔性太陽電池翼卻在全世界范圍內(nèi)首創(chuàng)“二次展開”技術(shù)，整個過程持續(xù)80分鐘，這是為了確保交會對接這一關(guān)鍵動作的絕對安全。

今年，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙陸續(xù)成功發(fā)射，兩個實(shí)驗(yàn)艙各配備了兩套“plus版”大型柔性太陽電池翼，單套太陽翼展開面積達(dá)到138平方米，單個功率高達(dá)18千瓦，4個這樣的太陽電池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，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。