程雷 胡芳芳

中國空間站能夠長時間遨游太空，三種類型的“翅膀”——太陽電池翼作用很關鍵，你瞧：

神舟載人飛船采用的是剛性太陽翼；

天舟貨運飛船采用的是半剛性太陽翼；

核心艙和夢天、問天實驗艙采用的是柔性太陽翼。

它們一起在太空迎光翱翔，成為空間站在軌運營的“能量擔當”。

神舟十五號載人飛船對接前，中國空間站T字基本構型示意圖

神舟飛船一側的太陽翼

剛性太陽翼技術成熟、穩(wěn)定可靠、適應性廣

剛性太陽翼、半剛性太陽翼、柔性太陽翼是目前所有太陽翼的種類。它們造型風格不同，但各具特色、各有所長。

剛性太陽翼是指采用碳纖維面板、鋁蜂窩復合材料作為基板的太陽電池翼，具有良好的剛度和強度，給電池片提供了一個“豪華大床”。

剛性太陽翼是世界航天史上最早應用的可折疊式太陽電池翼，也是被各個航天強國廣泛采用的技術方案。神舟飛船的太陽翼展開面積24 平方米，具備高剛度、高強度等優(yōu)勢；飛船入軌后，剛性太陽翼可在十幾秒內(nèi)實現(xiàn)快速展開，且一次展開到位，滿足飛船的供電需求。

歷經(jīng)從無到有的技術攻關，1999年，我國第一款應用于載人航天領域的剛性太陽翼隨神舟一號飛船的成功發(fā)射亮相太空。自神舟一號飛船開始，剛性太陽翼23 年如一日“服役”于神舟飛船，如今已成為神舟飛船的“得力干將”。憑借穩(wěn)定可靠的出色性能，剛性太陽翼目前已成為我國衛(wèi)星領域使用最廣泛的產(chǎn)品。

半剛性太陽翼 輕量化、高承載、可實現(xiàn)空間環(huán)境防護

如果將剛性太陽翼比喻為“乒乓球拍”，那么半剛性太陽翼則像“網(wǎng)球拍”。

半剛性太陽翼創(chuàng)造性地采用了玻璃纖維網(wǎng)狀結構，從而具備了輕量化、高壓安全性、高承載性以及空間環(huán)境的強防護性，特別是對低軌空間環(huán)境中原子氧、等離子體的防護性較強，極大體現(xiàn)了半剛性太陽翼所具備的長壽命優(yōu)勢。與剛性太陽翼一樣，半剛性也具備展開方式簡單、展開速度快的優(yōu)勢。

2011 年，國內(nèi)首套低軌高壓半剛性太陽翼首次應用于天宮一號目標飛行器，助力天宮一號實現(xiàn)了在軌多年的可靠運行。

柔性太陽翼 大面積、柔性、長壽命、高可靠、可重復展收

中國空間站三個主要艙段上的柔性太陽翼，突破了剛性太陽翼和半剛性太陽翼在體積、重量、功率上的限制，具備體積小、展開面積大、功率重量比高的優(yōu)勢，且薄如衣服，收攏后厚度只有18 厘米，與一部手機的長度相當，僅為剛性太陽翼的八分之一。

目前，中國空間站共配備了2 種規(guī)格6 套大型柔性太陽翼。天和核心艙上的柔性太陽翼是空間站首個大面積可展收柔性太陽翼。問天、夢天實驗艙各配備了2 套大型柔性太陽翼，單套展開面積達到138 平方米，單個功率高達18 千瓦，整個太陽翼日發(fā)電量可達近1000 度，能為三艙組合體提供80% 的能量。

作為一種全新的太陽電池翼，柔性太陽翼的系統(tǒng)組成、展開原理、技術難點與傳統(tǒng)剛性、半剛性太陽翼大相徑庭。傳統(tǒng)剛性、半剛性太陽翼都是一次展開，在短短十幾秒內(nèi)就完成所有動作；大型柔性太陽翼則在全世界范圍內(nèi)首創(chuàng)“二次展開”技術，整個過程持續(xù)80 分鐘。

實驗艙發(fā)射后獨立飛行階段，柔性太陽翼首先展開一部分電池板以滿足實驗艙能量需求，可以降低飛行控制難度，使得交會對接又穩(wěn)又準，在交會對接完成后全部展開，建立完整的能源系統(tǒng)。

編后語：

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（本文摘編自中國航天科技集團微信公眾號，本欄目合作單位：中國載人航天工程網(wǎng)http：//www.cmse.gov.cn/）