天和核心舱太空搬家,太阳翼在轨转移,刷新航天员出舱难度纪录( 二 )


国际空间站太阳翼遮挡问题依旧突出
反观天宫空间站则是从设计伊始就锁定了根治太阳翼相互遮挡的问题 , 这还得从设计理念谈起 。
天和核心舱顾名思义是天宫空间站的枢纽舱段 , 但我们并没有走和平号或者国际空间站的老路 , 而是基于一体化理念设计出了“核心组合体” , 可以将三个舱段(天和舱、问天舱、梦天舱)视为一个更加完整的“核心舱” 。
天和核心舱太空搬家,太阳翼在轨转移,刷新航天员出舱难度纪录
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三舱核心组合体地面验证舱
这也预示着天宫空间站不会止步于目前公开的“三舱构型” , 后续拓展舱段都将在此基础上扩建 。
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天宫空间站还将持续生长
核心组合体是指天和核心舱+问天号实验舱+梦天号实验舱构成更加高效统一的整站三舱 , 具体而言就是在结构与运动控制、信息系统、能源系统、热控流体回路、载人环境、推进系统进行有机融合 。
比如能源系统 , 从组合体构型来看 , 我们摒弃了和平号空间站各舱段不在同一平面的老路 , 而是创新了在同一平面的T字形构型 , 两个大型实验舱对称布局在节点舱二四象限 , 从而形成跨度约40米的结构 , 尺寸更大的实验舱太阳翼则分别在这一结构的两端 , 从而达到了国际空间站的桁架效果 。
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两个实验舱将起到桁架效果
天宫空间站还创新了双向供电技术的工程应用 , 首先核心组合体三舱的电力供应可以互通有无 , 来访飞船也可以从核心组合体获取电力能源 , 同时如果核心组合体有电力供应缺口时 , 来访飞船也可以反向供电核心组合体 , 而这是以往和平号空间站或者当前国际空间站所做不到的 。
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天舟与神舟飞船都可以向空间站反向供电
天和核心舱的太阳翼移位同样也是核心组合体能源系统有机融合的具体实践 , 这一对太阳翼将转移至两个实验舱短桁架的尾端 。
太阳翼在轨转移需要航天员出舱介入 , 就像周建平总师说的那样 , 这个操作比起舱外安装设备的出舱任务要难得多 。纵观人类载人航天史 , 类似的舱外操作还从来没有过 , 可以说是世界级难题 。
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天和核心舱太阳翼
核心舱太阳翼是基于柔性材料制备 , 质地轻柔 , 同时长度很长面积也很大 , 单翼长度达到了12.6米 , 宽约5.3米 , 面积67平方米 , 想要对这样一个大尺寸部件进行直接转移 , 即使是机械臂与航天员协作都很难做到万无一失 , 因此该太阳翼必须具备在轨收拢功能 。
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这张图可以感受核心舱太阳翼之大
想要收拢核心舱太阳翼 , 需要先看看它“来时的路” , 核心舱入轨后太阳翼采用“三维五步展开方案” , 配置6台有源机构:首先 , 15发火工品起爆 , 解除太阳翼与小柱段舱壁的固定 , 紧接着抬升机构将太阳翼从舱壁上立起 , 随后展开锁定机构将两个太阳电池阵向两侧展开 , 约束释放机构解除收藏箱约束 , 最后伸展机构带动太阳电池翼完全展开 。整个过程持续约40分钟 。