世界首创！为什么“问天”太阳翼要应用“二次展开”技术？
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我们空间站“问天”实验舱和其名字一样特别 ， 它是世界现役最长、发射质量最重的单体载人航天器 。 同时 ， “问天”还有一对超长的柔性太阳翼 ， 由我们航天科技集团八院抓总研制 ， 单翼展开长度达27米[1
， 阵面迎风面积达138平米[1
， 这使得“问天”翼展超过55米 ， 像一只展翅高飞的大鹏 。
不过 ， “问天”实验舱这只“大鹏”也有翅膀超长的烦恼 ， 为此 ， 在入轨后实验舱太阳翼需要分两个阶段展开 ， 整个过程累计耗费时间80分钟 ， 该技术为世界首创的关键技术 。 那么 ， 为什么“问天”要“搞特殊”去应用“二次展开”技术？
【世界首创！为什么“问天”太阳翼要应用“二次展开”技术？】
如果“问天”在入轨后太阳电池翼就完全展开 ， 由于太阳翼翼展和迎风面积巨大 ， 气动扰动、微小的抖动都会影响实验舱的飞行姿态 ， 同时 ， 速度、相对位置和的控制精度也会严重下降 ， 控制难度指数级增加 。 而在“问天”的交会对接任务中 ， “问天”实验舱与空间站组合体均以近7.9千米/秒的速度运动 ， 需要精准地控制它们的位置、速度、姿态才能保证安全可靠的对接 。 所以 ， 为了确保交会对接这个关键动作的绝对安全 ， “问天”必须要“搞特殊”去应用“二次展开”技术 。
按照设计 ， 太阳翼第一阶段展开过程 ， 持续约30分钟 。 这一阶段 ， 会先后执行解除太阳翼的固定、抬升机构“俯仰运动”将太阳翼从舱壁上立起、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“转体运动”解除收藏箱的约束、伸展机构“伸展运动”推开20块电池板等操作 ， 伸展长度约6.5米 ， 展开工作在火箭起飞后1小时内完成 。
在交会对接完成后 ， 开始第二阶段展开过程 ， 历时50分钟 。 约束释放机构配合实验舱太阳翼独有的二次解锁装置 ， 为其余64块电池板解除约束 ， 太阳翼进入全功率状态 。 “问天”太阳翼单翼展开长度达27米 ， 展开工作在对接完成后2小时完成 。
“问天”柔性太阳翼单翼展开长度达27米 ， 阵面迎风面积达138平方米 ， 厚度只有0.7毫米[2
， 双翼总质量1.2吨[1
， 总功率高达18千瓦[2
。 “问天”太阳翼在国内首次实现大型太阳翼双自由度控制驱动 ， 太阳翼不仅能单翼翻转 ， 两翼还可以在控制驱动器的带动下像螺旋桨一样３６０°旋转 ， 如此可以实现太阳翼最大的受照面积和最高的发电效能 。 4个（2对）这样的太阳电池翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量 。
作者：大白高国
参考资料
[1
数据引自上海航天控制技术研究所发布
https://mp.weixin.qq.com/s/w9RcHMp_D_-P1ediNkYgYQ
[2
数据引自上海航天发布
https://mp.weixin.qq.com/s/KsiKqZKrGq1LoqcZqMWEww
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