神九新型太阳能帆板确保航天员每天吃热饭

作者:    浏览:1034    发布时间:2012-6-21 14:52:02
    神舟九号飞船绕地球飞行1小时耗电多少?也许你猜不到,只需1800瓦,相当于一个普通家用空调或者是一个功率高点的微波炉的耗电量,但飞船与家用电器比起来,可是个十足的大个头。一天飞行下来,神舟九号耗电量只有43度。

  虽然神舟九号耗电不大,但却有一颗强大的“心脏”——电源系统,时时刻刻为神舟九号的飞行提供电力保障。

  据负责电源系统研制生产的中国航天科技集团公司八院811所有关技术人员介绍,载人航天工程二期电源系统的供电能力比一期增强了50%,相应的设计、控制、结构、材料等都更加先进。

  电源分系统由30多台单机设备、1万多个元器件组成,是一个非常复杂的系统。在神舟飞船各大分系统中,电源系统是可靠性要求最高的系统之一,因为如果没了电,就如同“无米之炊”。

  自2003年开展载人航天工程二期电源系统研制以来,811所研制人员从设计一开始就严格把关,通过控制元器件与原材料质量、优化内部结构、进行冗余设计等手段,确保电源系统的可靠性。

  神舟九号电源系统共有3种电源:太阳电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。

  在火箭发射前几个小时,电源系统会被充满电,从火箭发射的那一刻起,就开始工作。电源系统实际上是一个光伏系统,像一个小“发电场”,能源来自太阳能,只有展开太阳电池帆板,电源系统才能正常工作。而依靠太阳能发的电,一部分供给飞船使用,一部分则用蓄电池储存起来。

  神舟九号绕地球飞行一圈需要约90分钟,这期间有50多分钟是在阳光照射下的光照期,太阳电池帆板可以正常工作并给储能电池充电。但有30多分钟却是在没有阳光照射的地影期,太阳电池帆板将停止工作,这时维持飞船正常运转的电能都来自镉镍蓄电池事先储藏好的电能。

  交会对接实施后,天宫一号与神舟九号将共同飞行,由于位置的原因,天宫一号会遮挡住飞船部分太阳电池帆板,被遮挡部分则不能正常充电。为解决能量平衡问题,交会对接成功后,天宫一号将为神舟九号提供一部分电能,而神舟九号只需要在每50多分钟内充十几分钟的电就可以了。

  此外,电源系统还有重要的“救命”作用。万一飞船发生不测,应急电池就会起用。应急电池使用的是高性能比新型银锌电池,其作用就像UPS。出现紧急情况时,飞船返回地面需要4个小时,而应急电池可以确保飞船供电,以及落地后为搜救系统提供24小时的用电。

  航天员在天上飞行的十几天里,生活用电都要依靠电源系统。在载人航天工程一期时,由于供电能力有限,航天员怕“费电”,舍不得加热饭菜,吃的都是冷饭。

  载人航天工程二期使用的电源系统中,太阳能帆板的材料采用了三结砷化钾,与一期使用的多晶硅相比,发电能力提高了一倍。这也使得电源系统的健壮性更强。同时,电源系统采用高压体制,减少了各种损耗。由于电能供应充足,神舟九号可以确保航天员顿顿吃上热饭。