1毫米“柔性翅膀”给卫星装上“超强能源”

2024-06-14

<article><section data-type=“rtext”>卫星的“翅膀”能有多薄？约1毫米！装上这对翅膀，在距离地面500公里左右的空中，银河航天灵犀03星正以每秒超过7公里的速度绕地飞行，如同将地面通信基站建在太空中，铺就天地间“信息路”，以解决高山、荒漠等偏远地区的上网问题，充分挖掘商业航天市场的巨大潜力。 银河航天灵犀03星是我国首款使用柔性太阳翼的卫星。这个单层薄如纸张的“柔性翅膀”是卫星的“超大功率发电机”，为卫星在轨飞行和工作提供能量。 走进北京银河航天方舟实验室，记者的视线立刻被一张金光闪闪的卫星“翅膀”吸引。它展开长度约9米、宽度超过2.5米，上面布满一片片太阳能电池。“这是灵犀03星柔性太阳翼全尺寸初样产品。”银河航天机热能源部部长杨巧龙说。 之所以叫柔性太阳翼，是因为它可以像古代的奏折一样折叠。而单层柔性太阳板厚度仅1毫米左右，其中还包括了基板、电池片和电缆。 “太阳翼是卫星能量的主要来源，柔性基板可以大幅压缩太阳板的厚度与密度，同样质量下面积更大，可以吸收更多的太阳能。”杨巧龙说。 据介绍，在发射过程中，太阳翼装在火箭里时为折叠状态，主体厚度仅为不到5厘米，未来可以实现十几颗甚至几十颗层层堆叠起来同时发射，降低单颗卫星的发射成本，这将成为低轨商业卫星发射的重要方式之一。 实现1毫米厚度的柔性太阳翼，是个高难度“技术活”。在此之前，我国在太空中验证并使用的柔性太阳翼有且仅有一个案例，就是在中国空间站上。 一方面，柔性太阳翼的太阳电池之间是面对面、背对背压在一起的。这样的好处是柔性太阳翼大幅压缩了包络尺寸，但是也由此带来了一系列技术难题。 “太阳电池是脆性材料，越薄越容易碎裂，所以要精准控制压紧力，压力过大会导致电池直接碎裂，而压力过小，会导致在火箭发射的时候，太阳板之间发生滑移、太阳板损伤。”杨巧龙说，团队创新采用了太阳电池的压紧防护技术，设计使用两块刚性蜂窝板将柔性太阳板“夹紧”。 另一方面，需要研发一套高性能的展开机构来展开太阳翼。杨巧龙解释称，传统的柔性太阳翼面积动辄100平方米以上，但对于灵犀03星这种中型太阳翼，如果仅仅是将用于超大柔性太阳翼的机构小型化，展开机构仍会很重、体积很大，会将太阳板柔性化带来的成果“吃回去”。 为此，银河航天针对平板卫星构型特点，研发了剪刀式的展开机构，具有简单可靠、重量轻、收纳比高、可扩展性好的优点。（下转第二版）</section></article>