10月16日,神舟十三号载人飞船顺利升空。翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行神舟十三号载人飞行任务,由翟志刚担任指令长。
△中国航天员叶光富、王亚平、翟志刚
神舟十三号的航天员按计划将在轨驻留6个月。在这6个月时间中,他们的主要工作是进一步验证空间站建造和运营的关键技术。
△神舟十三号对接后的天宫空间站组合体
与神舟十二号相比,神舟十三号有以下6点不同:
①载人飞船将采用自主快速交会对接的方式,首次径向停靠空间站
②届时中国空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行器组合运行
③航天员将首次在轨驻留6个月
④中国女航天员将首次进驻中国空间站,王亚平将成中国首位出舱的女航天员,神舟十三号乘组将包括中国首次出舱的男女航天员
⑤在神舟十二号任务的基础上,进一步开展更多的空间科学实验与技术试验,产出高水平科学成果
⑥实施任务的飞船、火箭均在发射场直接由应急待命的备份状态转为发射状态
△天舟三号与空间站天和核心舱对接模型图
这些不同也代表着全新的挑战。为了应对这些挑战,电力的支持必不可少。
比如,本次神舟十三号将完成国内首次“径向”交会并对接。在径向对接口停靠属于低温工况,也就是说,神舟十三号需要更多的电来加热。航天科技集团五院神舟十三号载人飞船飞控技术组组长杨海峰在接受采访时说:“这个(太阳能)帆板有可能被遮挡,我们需要更多的电,所以现在这次工况最大难点就是热和能源耦合在一块了,这确实是非常复杂。尤其是对于180天的飞行周期来说,这是一个全新的挑战。”
一般来说,载人飞船可以采用太阳能发电、核能发电、燃料电池和蓄电池等方式供电。具体的选择受多重因素影响,比如载人航天器的用电功率大小、在太空停留时间的长短等等。
以今年6月17日成功发射的神舟十二号为例,它采用了“太阳能发电加电储能”的形式。
神舟十二号的电力系统主要由太阳电池翼和储能电池两部分构成。在光照区,太阳电池翼将太阳能转化为电能,供整个舱体使用,同时为锂离子蓄电池储存能量。据估算,位于太空中的太阳能电池板所接受的太阳光强度为地球表面的1.4倍。同时,空间太阳能电站可以摆脱昼夜和天气影响,实现24小时不间断供电。在阴影区,则由蓄电池为整舱供电。
飞船使用的电池亦是设计巧妙。一方面,电池采用陶瓷隔膜,可以防止内部短路。另一方面,电池组内使用的阻燃材料可以防止高温引发燃烧。电池在保证安全的同时,高效又清洁地供电。
同样地,在太空中运行的空间站的供电也来自太阳能。
△中国空间站资料图
中国空间站的供电主要依赖装在问天号和梦天号实验舱外部的4块太阳能帆板。这些太阳能帆板的光电转化率超过30%,高于国际空间站15%的光电转化率。可以说,中国空间站更高的发电效率体现了中国空间站的后发技术优势。
航天梦,中国梦。在中国航天事业蓬勃发展的过程中,电的支持从未缺席。在共赴星辰大海的约定中,也从未缺少电的身影。