本文转自:人民网人民网北京7月30日电 (张桂贵 方经纶 唐佳)问天实验舱发射任务近日在...|强观察 | 问天实验舱的这对“大翅膀”实力有多“硬核”?

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人民网北京7月30日电(张桂贵方经纶唐佳)问天实验舱发射任务近日在海南文昌航天发射场取得圆满成功 , 并同天和核心舱组合体对接 。
人民网“强观察”栏目了解到 , 问天实验舱采用了诸多先进技术的应用与实施 。 其中 , 单翼厚度不足1毫米、翼展长27米的巨型柔性太阳电池翼颇受关注 。
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问天实验舱太空模拟图来源:中国空间技术研究院
据了解 , 该电池翼单翼展开面积超过138平米 , 功率高达18千瓦 , 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 。 它由中国航天科技集团八院抓总研制 , 是我国空间站不折不扣的“能量源泉” 。
对于飞行器来说 , 搭载运载火箭成功进入预定轨道仅仅是“行百里路半九十” , 太阳翼的成功在轨展开是发射任务圆满成功的重要标志 。 在问天实验舱与天和核心舱成功对接后 , 问天实验舱柔性太阳翼成功完成了“二次展开” , 该技术为全球首创 。
“二次展开”是什么概念?
“强观察”栏目了解到 , 所谓的“二次展开” , 就是问天实验舱太阳翼的伸展机构首次运用了“二次解锁装置” 。
“伸展机构是太阳翼的承力骨架 , 主要由伸展臂和收藏筒两大部分组成 , 就像是可折叠的伞骨;太阳电池阵则像一个巨大的伞面覆盖其上 。 伞骨将支撑起整个伞面 , 承受空间环境的严酷影响 。 ”中国航天科技集团八院空间站副总指挥甘克力这样形容伸展机构 。
在问天实验舱入轨之初 , 柔性太阳电池翼通过伸展机构的第一次解锁实现部分开展 , 就可以满足自身的供电需求 。 在完成变轨、对接等动作后 , 伸展机构启动二次解锁装置 , 展开全部的柔性太阳电池翼 , 使其达到最大的发电功率 。
太阳翼为啥要“二次展开”呢?
甘克力介绍 , “二次展开”主要是为了确保交会对接这个关键动作的绝对安全 。 交会对接过程中两个数十吨级的航天器 , 以大约7.9km/s的速度运动 , 需要精准地控制它们的位置、速度、姿态才能保证可靠的对接 , 稍有偏差航天器就会发生碰撞 。 如果太阳电池翼完全展开 , 实验舱就好比两只手各持一面巨大的帆 , 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 , 控制难度指数级增加 。
“二次展开”具体如何实现的?
据了解 , 第一次展开时 , 太阳电池翼在太空做了一套标准的“广播体操”动作 。 首先 , 火工品“热身运动”起爆 , 解除太阳翼的固定;紧接着抬升机构“俯仰运动”将太阳翼从舱壁上立起;随后 , 展开锁定机构“扩胸运动”将两个太阳电池阵向两侧展开;约束释放机构“转体运动”解除收藏箱的约束;最后伸展机构“伸展运动”井然有序地推开20块电池板 。
在交会对接完成后 , 开始“第二次展开”过程 , 历时50分钟 , 约束释放机构再次登场 , 搭档实验舱太阳翼独有的二次解锁装置 , 为其余64块电池板解除约束 , 展示了世界独创的柔性翼二次展开技术 。 伸展机构依旧稳如泰山 , 如同金箍棒一般越伸越长 , 直到将这个百平米的“大块头”完全展开 。
本文转自:人民网人民网北京7月30日电 (张桂贵 方经纶 唐佳)问天实验舱发射任务近日在...|强观察 | 问天实验舱的这对“大翅膀”实力有多“硬核”?】为了实现安全可靠且一次性成功展开 , 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;同时 , 伸展机构所具备的高刚度、高强度的特点 , 完全可以支撑柔性翼在飞行过程中始终保持稳定姿态 , 自由翱翔 。 (程雷胡芳芳对本文亦有贡献)