人民網(wǎng)北京7月30日電 （張桂貴、方經(jīng)綸、唐佳）問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射任務(wù)近日在海南文昌航天發(fā)射場取得圓滿成功，并同天和核心艙組合體對接。

人民網(wǎng)“強(qiáng)觀察”欄目了解到，問天實(shí)驗(yàn)艙采用了諸多先進(jìn)技術(shù)。其中，單翼厚度不足1毫米、翼展長27米的巨型柔性太陽電池翼頗受關(guān)注。

  問天實(shí)驗(yàn)艙太空模擬圖 來源：中國空間技術(shù)研究院

據(jù)了解，該電池翼單翼展開面積超過138平米，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“天和+問天+夢天”三艙組合體80%的能量。它由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制，是我國空間站不折不扣的“能量源泉”。

對于飛行器來說，搭載運(yùn)載火箭成功進(jìn)入預(yù)定軌道僅僅是“行百里路半九十”，太陽翼的成功在軌展開是發(fā)射任務(wù)圓滿成功的重要標(biāo)志。在問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙成功對接后，問天實(shí)驗(yàn)艙柔性太陽翼成功完成了“二次展開”，該技術(shù)為全球首創(chuàng)。

“二次展開”是什么概念？

“強(qiáng)觀察”欄目了解到，所謂的“二次展開”，就是問天實(shí)驗(yàn)艙太陽翼的伸展機(jī)構(gòu)首次運(yùn)用了“二次解鎖裝置”。

“伸展機(jī)構(gòu)是太陽翼的承力骨架，主要由伸展臂和收藏筒兩大部分組成，就像是可折疊的傘骨；太陽電池陣則像一個巨大的傘面覆蓋其上。傘骨將支撐起整個傘面，承受空間環(huán)境的嚴(yán)酷影響。”中國航天科技集團(tuán)八院空間站副總指揮甘克力這樣形容伸展機(jī)構(gòu)。

在問天實(shí)驗(yàn)艙入軌之初，柔性太陽電池翼通過伸展機(jī)構(gòu)的第一次解鎖實(shí)現(xiàn)部分開展，就可以滿足自身的供電需求。在完成變軌、對接等動作后，伸展機(jī)構(gòu)啟動二次解鎖裝置，展開全部的柔性太陽電池翼，使其達(dá)到最大的發(fā)電功率。

太陽翼為啥要“二次展開”呢？

甘克力介紹，“二次展開”主要是為了確保交會對接這個關(guān)鍵動作的絕對安全。交會對接過程中兩個數(shù)十噸級的航天器，以大約7.9km/s的速度運(yùn)動，需要精準(zhǔn)地控制它們的位置、速度、姿態(tài)才能保證可靠的對接，稍有偏差航天器就會發(fā)生碰撞。如果太陽電池翼完全展開，實(shí)驗(yàn)艙就好比兩只手各持一面巨大的帆，微小的抖動，都會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)艙的速度、相對位置和飛行姿態(tài)的控制精度嚴(yán)重下降，控制難度指數(shù)級增加。

“二次展開”具體如何實(shí)現(xiàn)的？

據(jù)了解，第一次展開時，太陽電池翼在太空做了一套標(biāo)準(zhǔn)的“廣播體操”動作。首先，火工品“熱身運(yùn)動”起爆，解除太陽翼的固定；緊接著抬升機(jī)構(gòu)“俯仰運(yùn)動”將太陽翼從艙壁上立起；隨后，展開鎖定機(jī)構(gòu)“擴(kuò)胸運(yùn)動”將兩個太陽電池陣向兩側(cè)展開；約束釋放機(jī)構(gòu)“轉(zhuǎn)體運(yùn)動”解除收藏箱的約束；最后伸展機(jī)構(gòu)“伸展運(yùn)動”井然有序地推開20塊電池板。

在交會對接完成后，開始“第二次展開”過程，歷時50分鐘，約束釋放機(jī)構(gòu)再次登場，搭檔實(shí)驗(yàn)艙太陽翼獨(dú)有的二次解鎖裝置，為其余64塊電池板解除約束，展示了世界獨(dú)創(chuàng)的柔性翼二次展開技術(shù)。伸展機(jī)構(gòu)依舊穩(wěn)如泰山，如同金箍棒一般越伸越長，直到將這個百平米的“大塊頭”完全展開。

為了實(shí)現(xiàn)安全可靠且一次性成功展開，研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過了多次方案論證，在地面進(jìn)行了大量的高低溫、載荷拉偏試驗(yàn)，從而確保了伸展機(jī)構(gòu)在太空中也具備可重復(fù)展收、一氣呵成的高可靠性；同時，伸展機(jī)構(gòu)所具備的高剛度、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，完全可以支撐柔性翼在飛行過程中始終保持穩(wěn)定姿態(tài)，自由翱翔。 （程雷 胡芳芳對本文亦有貢獻(xiàn)）

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