【曬曬咱的國之重器33】

　　現如今，我們的生活根本離不開(kāi)電，出差時(shí)沒(méi)有移動(dòng)電源，手機都不敢撒開(kāi)了用。電能豐富的地面尚且如此，身在太空的“出差三人組”，是如何實(shí)現充電自由的呢？要知道，那些飛行器的運轉，可都需要電能供給。

　　答案藏在飛行器兩邊的巨型翅膀里。

　　仔細觀(guān)察你會(huì )發(fā)現，飛行器翅膀上裝有許許多多深色玻璃的小鏡子，每一個(gè)小鏡子宛如一座小型太空發(fā)電站，經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)后組成太陽(yáng)電池陣，從而獲得較高的電壓和較大的電流，為航天器源源不斷提供能量。

　　可別小看這些玻璃片，它們的威力可大啦！它們在天上連續工作一天的發(fā)電量可抵得上一個(gè)家庭約一年的用電量！

　　“如此大量的用電需求，需要依靠各個(gè)飛行器的太陽(yáng)電池陣齊發(fā)力。”中國電科太陽(yáng)電池陣專(zhuān)家蘇彬介紹，根據每個(gè)飛行器的特質(zhì)按需定制，我國打造了三代各具特色的太陽(yáng)電池陣。

　　“比如，神舟系列載人飛船采用了第一代剛性太陽(yáng)電池陣技術(shù)；天舟系列貨運飛船應用了第二代半剛性模塊化太陽(yáng)電池陣技術(shù)；空間站核心艙則是我國首次應用第三代柔性太陽(yáng)電池陣技術(shù)。”

　　這三代電池陣產(chǎn)品各有特色，有的是性能較穩定，有的是發(fā)電能力較強，有的則是體積小。不同特性的電池陣組合在一起后，形成一個(gè)太陽(yáng)電池陣，宛如一座巨大的“能量加油站”，可以完全滿(mǎn)足空間站多系統的同時(shí)用電需求。

　　目前最新一代的太陽(yáng)電池陣是柔性陣，也是最新的明星產(chǎn)品。2021年發(fā)射的天和核心艙就采用了這種太陽(yáng)電池陣，這也是該技術(shù)在我國航天工程領(lǐng)域的首次應用。

　　今年，隨著(zhù)正在開(kāi)啟的6次重大發(fā)射任務(wù)，我國空間站即將完成全面建造。這對整艙的體積、重量，特別是功率提出了更高要求。可“寸土寸金”的核心艙，如何實(shí)現“小馬拉大車(chē)”？

　　最新的柔性太陽(yáng)電池陣便采用了單板厚度不足1mm的單體，整體面積重量較傳統太陽(yáng)電池陣減少了一半以上。即便已是“纖肢曼體”，科研人員還在絞盡腦汁壓縮。蘇彬介紹：“我們把每塊太陽(yáng)電池板設計成古代奏章那樣，在空間站發(fā)射階段，可以相互折疊收攏壓緊于收藏箱內，但光電轉換效率卻提高了近20%。”

　　面積體積壓縮了，發(fā)電量會(huì )不會(huì )降低？

　　“當然不會(huì )！”蘇彬表示，為確保空間站在軌壽命，中國電科研制團隊持續開(kāi)展高壓柔性太陽(yáng)電池陣發(fā)電試驗，在完成8萬(wàn)余次高低溫循環(huán)試驗后，最終實(shí)現太陽(yáng)電池光電轉換效率突破30%，達到世界先進(jìn)水平。

　　“相比之前載人航天任務(wù)最長(cháng)2年的設計壽命，現在空間站在軌的運行時(shí)間可延長(cháng)至15年。”蘇彬介紹，在天和、問(wèn)天、夢(mèng)天三艙組合后，柔性太陽(yáng)電池陣總發(fā)電面積接近400平方米，總共可提供超過(guò)100千瓦的電能。

　　不過(guò)，想要電能源源不斷，還得防御復雜太空環(huán)境的危險——

　　每天在軌飛行的太陽(yáng)電池陣都要經(jīng)受十幾次的高低溫循環(huán)溫度考驗，遭受腐蝕性極強的原子氧侵蝕，接受到會(huì )使材料變脆變暗的強紫外線(xiàn)照射等。

　　怎么辦？“我們在太陽(yáng)電池片上設計了石英蓋片，用于減少對太陽(yáng)光的反射，濾去有害的紫外線(xiàn)，同時(shí)提高太陽(yáng)電池耐受空間帶電粒子輻射損傷的能力，減少太陽(yáng)電池性能的衰降。”蘇彬介紹，他們還給柔性基板添加了超薄硅橡膠“鎧甲”，順利通過(guò)了大劑量的原子氧、高低溫、紫外線(xiàn)等環(huán)境考核試驗。

　　現在，我們的巨能太空發(fā)電站，在平均光電轉換效率、發(fā)電能力等方面都達到了國際領(lǐng)先水平，即使面對超低軌中復雜的供電環(huán)境，也能讓屬于中國的太空之家能量充沛、穩如泰山！

　　(本報記者 崔興毅)