中新社北京7月25日電題：太空舞起“絲(si) 綢扇” 中國最大麵積柔性太陽翼亮相空間站

　　作者 馬帥莎

　　7月25日，“問天”成功牽手“天和”。在軌運行後，問天實驗艙上各類科學儀(yi) 器將陸續工作。為(wei) 了讓航天員在太空工作生活實現用電自由，問天實驗艙配置了中國最大麵積柔性太陽電池翼，與(yu) 天和核心艙的太陽翼一起，成為(wei) 中國空間站不折不扣的“能量源泉”。

　　大塊頭、輕體(ti) 重、大能量

　　問天實驗艙的柔性太陽電池翼由中國航天科技集團八院抓總研製。2021年4月29日發射的空間站天和核心艙應用了中國首款大型柔性太陽電池翼，展開麵積達67平方米，相當於(yu) 一個(ge) 標準單打羽毛球場大小。如今，這一麵積紀錄被問天實驗艙刷新，它配置了2個(ge) 單翼展開麵積超100平方米的“翅膀”，功率高達18千瓦，4個(ge) 這樣的太陽翼能提供空間站建成後三艙組合體(ti) 80%的能量。

　　由於(yu) 太陽翼是個(ge) 大塊頭，設計師在粘貼太陽能電池片的太陽翼基板上采用了超薄型輕質複合材料，並對用來防護空間環境的膠層塗覆厚度進行嚴(yan) 格控製，以降低其體(ti) 重。太陽翼全部收攏後厚度隻有18厘米，與(yu) 一部手機的長度相當，僅(jin) 為(wei) 剛性太陽翼的八分之一。

　　減體(ti) 重、減體(ti) 積，不減功能和能量。問天實驗艙在軌運行後，搭載的天文、地理、生物、醫學等各類科學儀(yi) 器將陸續工作，同時航天員的日常生活也離不開能源。

　　粗略統計，三名航天員一天工作、生活的用電量預計320度左右，傳(chuan) 統的剛性、半剛性太陽電池翼因其體(ti) 積、重量、功率等限製難以滿足這一需求，而柔性翼體(ti) 積小、展開麵積大、功率重量比高，18千瓦的電能在滿足艙內(nei) 所有設備正常運轉的同時，也可以保證航天員的日常生活。

　　二次展開技術首亮相

　　飛行器發射成功的重要標誌是進入預定軌道後，太陽翼在軌順利展開。為(wei) 了確保交會(hui) 對接絕對安全，問天實驗艙太陽翼在世界上首次采用二次展開關(guan) 鍵技術，整個(ge) 過程持續約80分鍾。

　　交會(hui) 對接過程中，兩(liang) 個(ge) 數十噸級的航天器以大約每秒7.9千米的速度運動，因此需要精準控製兩(liang) 者的位置、速度、姿態才能保證可靠對接，避免航天器發生碰撞。

　　另外，如果太陽翼完全展開，實驗艙就好比兩(liang) 隻手各持一麵巨大的帆，微小的抖動，都會(hui) 導致實驗艙的速度、相對位置和飛行姿態的控製精度大大下降，增加控製難度。

　　二次展開技術是在實驗艙發射後獨立飛行階段，柔性太陽電池翼首先展開部分電池板，滿足實驗艙能量需求的同時降低飛行控製難度，使得交會(hui) 對接又穩又準，對接完成後，再完成全展開，建立完整的能源係統。

　　“絲(si) 綢扇”如何在空中雙自由度轉動？

　　與(yu) 核心艙太陽翼相比，問天實驗艙太陽翼還實現了軸向和徑向雙自由度的對日定向，能始終以“向日葵”的姿勢朝向太陽。

　　根據中國空間站的T字構型，核心艙處於(yu) T字一“豎”的位置，問天實驗艙和後續的夢天實驗艙共同構成T字一“橫”。本次問天實驗艙成功發射後先在“豎”的方向與(yu) 核心艙進行交會(hui) 對接形成I字組合體(ti) ，此時太陽與(yu) 組合體(ti) 處於(yu) 同一方位，太陽翼隻需幾天軸向轉動一個(ge) 角度，確保陽光垂直入射太陽電池片。

　　後續，按照任務進程，問天實驗艙將轉動到核心艙側(ce) 麵，形成“L字”構型，隨著組合體(ti) 在圓形軌道運行，實驗艙相對太陽的位置一直在變動，為(wei) 了最大範圍接受陽光入射，太陽翼每天需要在徑向轉動十幾圈，這對於(yu) 又大又薄的太陽翼來說，又是一大考驗。

　　2個(ge) 太陽翼總麵積超過200平方米，厚度隻有0.7毫米，薄如蟬翼。控製如此規模的太陽翼，如同在太空中舞動兩(liang) 麵柔軟巨大的絲(si) 綢扇，任何風吹草動都能讓它晃悠擺動。除了驅動裝置，太陽翼上配置了張緊機構，外表看是一根簡單的鋼絲(si) 繩，實際是一套恒力彈簧繩索係統，可通過不斷伸縮保證太陽翼的足夠剛度和姿態控製。(完)