中國空間站“問天”實(shí)驗(yàn)艙和其名字一樣特別，它是世界現(xiàn)役最長、發(fā)射質(zhì)量最重的單體載人航天器。同時(shí)，“問天”還有一對超長的柔性太陽翼，由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制，單翼展開長度達(dá)27米[1]，陣面迎風(fēng)面積達(dá)138平米[1]，這使得“問天”翼展超過55米，像一只展翅高飛的大鵬。

不過，“問天”實(shí)驗(yàn)艙這只“大鵬”也有翅膀超長的煩惱，為此，在入軌后實(shí)驗(yàn)艙太陽翼需要分兩個(gè)階段展開，整個(gè)過程累計(jì)耗費(fèi)時(shí)間80分鐘，該技術(shù)為世界首創(chuàng)的關(guān)鍵技術(shù)。那么，為什么“問天”要“搞特殊”去應(yīng)用“二次展開”技術(shù)？

如果“問天”在入軌后太陽電池翼就完全展開，由于太陽翼翼展和迎風(fēng)面積巨大，氣動(dòng)擾動(dòng)、微小的抖動(dòng)都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)艙的飛行姿態(tài)，同時(shí)，速度、相對位置和的控制精度也會(huì)嚴(yán)重下降，控制難度指數(shù)級(jí)增加。而在“問天”的交會(huì)對接任務(wù)中，“問天”實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體均以近7.9千米/秒的速度運(yùn)動(dòng)，需要精準(zhǔn)地控制它們的位置、速度、姿態(tài)才能保證安全可靠的對接。所以，為了確保交會(huì)對接這個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作的絕對安全，“問天”必須要“搞特殊”去應(yīng)用“二次展開”技術(shù)。

按照設(shè)計(jì)，太陽翼第一階段展開過程，持續(xù)約30分鐘。這一階段，會(huì)先后執(zhí)行解除太陽翼的固定、抬升機(jī)構(gòu)“俯仰運(yùn)動(dòng)”將太陽翼從艙壁上立起、展開鎖定機(jī)構(gòu)將兩個(gè)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(dòng)”解除收藏箱的約束、伸展機(jī)構(gòu)“伸展運(yùn)動(dòng)”推開20塊電池板等操作，伸展長度約6.5米，展開工作在火箭起飛后1小時(shí)內(nèi)完成。

在交會(huì)對接完成后，開始第二階段展開過程，歷時(shí)50分鐘。約束釋放機(jī)構(gòu)配合實(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，太陽翼進(jìn)入全功率狀態(tài)。“問天”太陽翼單翼展開長度達(dá)27米，展開工作在對接完成后2小時(shí)完成。

“問天”柔性太陽翼單翼展開長度達(dá)27米，陣面迎風(fēng)面積達(dá)138平方米，厚度只有0.7毫米[2]，雙翼總質(zhì)量1.2噸[1]，總功率高達(dá)18千瓦[2]?！皢柼臁碧栆碓趪鴥?nèi)首次實(shí)現(xiàn)大型太陽翼雙自由度控制驅(qū)動(dòng)，太陽翼不僅能單翼翻轉(zhuǎn)，兩翼還可以在控制驅(qū)動(dòng)器的帶動(dòng)下像螺旋槳一樣３６０°旋轉(zhuǎn)，如此可以實(shí)現(xiàn)太陽翼最大的受照面積和最高的發(fā)電效能。4個(gè)（2對）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。

作者：大白高國

參考資料

[1]數(shù)據(jù)引自上海航天控制技術(shù)研究所發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/w9RcHMp_D_-P1ediNkYgYQ

[2]數(shù)據(jù)引自上海航天發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/KsiKqZKrGq1LoqcZqMWEww