据中国载人航天工程办公室消息,问天实验舱入轨后,顺利完成状态设置,于北京时间2022年7月25日3时13分,成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约13小时。这是我国目前最大吨位的航天器(23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体)之间的交会对接,也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接。

北京时间2022年7月25日3时13分,问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约13小时。本文图片均为中国航天科技集团 供图

4月25日,澎湃新闻()记者从中国航天科技集团八院获悉,就在这两个“大块头”完成空间交会对接后,八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板成功完成“二次展开”。如果此刻你有一个天文望远镜,将它对准太空中的中国空间站,会看到两大两小橙色的光影,这四道橙色的光便是空间站天和核心舱、问天实验舱的两对大型柔性太阳电池翼,它们是我国空间站不折不扣的“能量源泉”。

问天实验舱与天和核心舱成功对接后,八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板成功完成“二次展开”。

八院介绍,2021年4月29日成功发射的天和核心舱,应用了我国首型大型柔性太阳电池翼,展开面积达67㎡,相当于一个标准单打羽毛球场的大小。时隔一年多,八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板又刷新了这一纪录,其配置了2个单翼展开面积超过138㎡的“翅膀”,2个太阳电池翼总面积超过268平方米,厚度只有0.7毫米,功率高达18千瓦,是名副其实的plus版,未来的梦天实验舱加入后,4个这样的太阳电池翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量需求。

别看plus版太阳翼是个大块头,八院的设计师却严格控制了其体重,粘贴太阳能电池片的太阳翼基板采用超薄型轻质复合材料,柔性翼全部收拢后厚度只有18厘米,与一部手机的长度相当,仅为传统刚性太阳翼的1/8。为何要用柔性太阳帆板取代传统刚性太阳翼?据八院专家测算,三名航天员一天工作、生活的用电量预计为320度左右,传统的刚性、半刚性太阳电池翼因其体积、重量、功率等因素的限制,无法满足这一需求,而柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高,18千瓦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。太阳翼的成功在轨展开,是发射任务圆满成功的重要标志。在此次空间交会对接中,问天实验舱太阳翼采用三维七步的动作,分二个阶段展开,整个过程持续80分钟,可谓分分钟牵动设计师的心。为什么要在全世界首创“二次展开”的关键技术?八院表示,主要是为了确保交会对接这个关键动作的绝对安全。在交会对接过程中,两个数十吨级的航天器以约7.9km/s的速度运动,稍有偏差航天器就会发生碰撞。如果此时太阳电池翼完全展开,问天实验舱就好比两只手各持一面巨大的帆与天和核心舱“接吻”,任何一个微小的抖动,都会导致实验舱的速度、相对位置和飞行姿态的控制精度严重下降。为此,八院设计团队独创了“二次展开”的关键技术,在实验舱发射后独立飞行阶段,柔性太阳电池翼先展开一部分电池板以满足实验舱能量需求,降低飞行控制难度,使得交会对接又稳又准。在对接完成后,再将百平米的太阳翼完全展开,建立完整的能源系统。整个展开过程,数节伸展机构依次向外推出,带动太阳翼向外展开,像是一架被缓缓拉开的手风琴,在宇宙中奏响它的美妙乐章。为了实现安全可靠且一次性成功展开,八院柔性翼研制团队经过了多次方案论证,在地面进行了大量的高低温、载荷拉偏试验,从而确保了伸展机构在太空中也具备可重复展收、一气呵成的高可靠性。而为了确保太阳翼在轨服役期间的“万无一失”,八院团队经过多年攻关,地面完成了40万次热线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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