“天宫一号”低轨道首次采用高压电源

    9月27日，从上海航天局获悉，在全国瞩目的天宫一号发射与对接任务中，上海航天局承担了重要任务。天宫一号飞行器是两舱结构，前为实验舱，后为资源舱。资源舱主要为天宫一号提供动力，内有推进的发动机、电源系统等，它的总装和结构设计都是由上海航天局负责。具体来说，上海航天局负责天宫一号电源分系统、对接机构分系统、测控通讯设备的研制。

    相关技术人员介绍，整个交会对接任务中，天宫一号和神八两个飞行器涉及到的风险比较大、需要突破关键技术的主要有三个：交会技术、空间对接技术、高压电源系统，其中后两个都是由上海航天局承担的新技术。

　　12把锁“绑定”天宫一号和神八

　　用在天宫一号上的对接机构，是一种非常复杂的空间机构，技术难度大。目前世界上，除了俄罗斯之外，就是中国掌握这项技术。这次的对接机构，我国历时十几年全自主研发。

　　上海航天局从2002年开始，研制这一对接机构，并已经进行了大量的地面试验。在上海有一幢实验楼，科研人员设计了一个1∶1重量的飞行模拟器，模拟飞行器在失重环境下进行对接，碰撞。在这个过程中，神八是主动，天宫一号是被动，对接以后主要是依靠天宫的动力在飞。

　　据悉，天宫一号和神八两个飞行器的重量都很大，在太空中以第一宇宙速度（相当于每小时28440公里）飞行，并完成密封对接，难度可想而知，稍微刮擦都是不可想象的。据测算，要实现顺利对接，两个飞行器的相对速度不能超过每秒0.35米，横向偏差不能超过18厘米。

　　当两个飞行器纠正到非常精确的位置后，就要靠对接机构上的一套“锁”来把它们紧紧锁住。锁一共有12把，每把锁都是用钩子紧紧地拉住，每个钩子可以提供3吨多的力。分离前，弹簧推开锁钩再打开。最后，对通道进行密封检漏，对接舱门打开，航天员就可以从飞船迈向天宫一号。

　　低轨道上第一次采用高压电源

　　天宫一号的设计寿命是两年，在两年时间里它要和神八、神九、神十对接，其中电源系统是关键。若不能提供电能，所有的太空飞行器就是一堆太空垃圾。据悉，此次用于天宫一号上的是高压100伏的空间电源系统。上海航天局技术人员告诉记者，高压电源可以使传输电力时损耗小，这对整个飞行器来说，发热就少，对热控有好处。同时，天宫一号是为了空间站做准备的，将来要建的空间站比现在的“天宫一号”还要大，那时必须是100伏的高压，才能完成任务。

　　尽管我国在卫星上用高压电源不是第一次，但在低轨道上采用高压电源是第一次，而且所有设备是全部自主研制。低轨道上是指离开地球300公里—400公里的距离。低轨道的空间环境对电源系统来说比较复杂：一是每一个半小时飞行器能绕地球一圈，一圈里有50多分钟太阳照到，30多分钟照不到，一天要经历16多个高低温循环。二是空间站飞行附近的原子氧浓度非常高，不耐腐蚀的东西遇到了就会被腐蚀掉。三是低轨道上等离子体能量少，但浓度非常高，很快会在太阳帆板上集聚，形成电场，容易使太阳帆板放电。再加上今明年是太阳活动高峰期，当飞行器飞到北极或南极上空时，必须做好防护。目前，这三个问题经过上海航天科研攻关，都得到了妥善应对和解决。<