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天文科普:柔性太陽電池陣如何力??臻g站電力續(xù)航無焦慮
發(fā)布時間:2021-07-07
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  目前,我國載人航天工程已全面轉(zhuǎn)入空間站在軌建造任務(wù)階段,在空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造階段,總共實施空間站核心艙、實驗艙、載人飛船以及貨運(yùn)飛船等11次發(fā)射任務(wù)。29日發(fā)射入軌的中國空間站核心艙,是我國研制的最大、最復(fù)雜的航天器,后續(xù)不僅要搭載航天員長期駐留,還要在軌開展大量科學(xué)實驗和技術(shù)驗證,而這一切都需要充足的電力作為支撐。環(huán)球時報-環(huán)球網(wǎng)從,中國電科18所獲悉,該所科研人員為這11次發(fā)射任務(wù)的航天器量身定制了它們的“翅膀”——太陽電池陣。

  據(jù)介紹,太陽電池陣主要負(fù)責(zé)在光照期間發(fā)電,將接收到的太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,從而為航天器各分系統(tǒng)和有效載荷提供電能,并向蓄電池組提供充電服務(wù),是航天器在軌的唯一能量來源,也是決定任務(wù)成敗和在軌工作壽命的核心單機(jī)。

  29日發(fā)射的空間站核心艙上,搭載了中國電科18所研制了柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣,這也是該技術(shù)在我國航天工程領(lǐng)域的首次應(yīng)用。“柔性太陽電池陣是第三代太陽電池陣技術(shù),歷數(shù)過往的重要發(fā)射任務(wù),從神舟系列載人飛船采用的第一代剛性太陽電池陣技術(shù),到天舟系列貨運(yùn)飛船采用的第二代半剛性模塊化太陽電池陣技術(shù),再到這次空間站任務(wù)配備的第三代柔性太陽電池陣,我國太陽電池陣技術(shù)也在不斷躍升?!睋?jù)中國電科專家介紹,此次發(fā)射采用的柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣技術(shù),是在我國航天工程領(lǐng)域的首次應(yīng)用。該型太陽電池陣具有輸出功率大、重量輕、收藏體積小、在軌壽命長、可重復(fù)展收等諸多技術(shù)特點。

  據(jù)介紹,該型太陽電池陣具有三大優(yōu)勢:一是輕型超薄可展收。在空間站發(fā)射階段,每塊太陽電池板宛如古代奏章,相互折疊緊貼收攏壓緊于收藏箱內(nèi)。其單板厚度不足1mm,單位面積重量僅為傳統(tǒng)太陽電池陣的50%,相較于傳統(tǒng)太陽電池陣,柔性太陽電池陣的發(fā)電能力可提高1倍,而收攏體積則減少了20%,大幅擴(kuò)大了空間站各艙段的有效空間,提升了安裝載荷能力,滿足空間站各項科學(xué)試驗需求;二是能量“爆表”壽命長。此次選用的太陽電池陣體積雖小,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到世界先進(jìn)水平,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的太陽電池陣。相比之前載人航天任務(wù)最長2年的設(shè)計壽命來說,空間站的在軌運(yùn)行時間需要提升至15年,這意味著柔性太陽電池陣將克服太空中的苛刻條件,讓核心艙的在軌運(yùn)行壽命大大延長。三是技術(shù)指標(biāo)自主可控。為滿足發(fā)射需求,中國電科突破了數(shù)十項關(guān)鍵技術(shù),目前,太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率、太陽電池陣輸出功率、設(shè)計壽命等各項性能指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平,全部技術(shù)均實現(xiàn)自主可控。

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