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一個(gè)計(jì)量單位里的創(chuàng)新力|1毫米“柔性翅膀”給衛(wèi)星裝上“超強(qiáng)能源”
2024-06-14 記者 郭倩 來源: 經(jīng)濟(jì)參考報(bào)

  衛(wèi)星的“翅膀”能有多???約1毫米!裝上這對翅膀,在距離地面500公里左右的空中,,銀河航天靈犀03星正以每秒超過7公里的速度繞地飛行,如同將地面通信基站建在太空中,,鋪就天地間“信息路”,,以解決高山、荒漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)的上網(wǎng)問題,,充分挖掘商業(yè)航天市場的巨大潛力,。

  銀河航天靈犀03星是我國首款使用柔性太陽翼的衛(wèi)星。這個(gè)單層薄如紙張的“柔性翅膀”是衛(wèi)星的“超大功率發(fā)電機(jī)”,,為衛(wèi)星在軌飛行和工作提供能量,。

  走進(jìn)北京銀河航天方舟實(shí)驗(yàn)室,記者的視線立刻被一張金光閃閃的衛(wèi)星“翅膀”吸引,。它展開長度約9米,、寬度超過2.5米,上面布滿一片片太陽能電池,?!斑@是靈犀03星柔性太陽翼全尺寸初樣產(chǎn)品?!便y河航天機(jī)熱能源部部長楊巧龍說,。

  之所以叫柔性太陽翼,是因?yàn)樗梢韵窆糯淖嗾垡粯诱郫B,。而單層柔性太陽板厚度僅1毫米左右,,其中還包括了基板、電池片和電纜,。

  “太陽翼是衛(wèi)星能量的主要來源,,柔性基板可以大幅壓縮太陽板的厚度與密度,同樣質(zhì)量下面積更大,,可以吸收更多的太陽能,。”楊巧龍說,。

  據(jù)介紹,,在發(fā)射過程中,,太陽翼裝在火箭里時(shí)為折疊狀態(tài),主體厚度僅為不到5厘米,,未來可以實(shí)現(xiàn)十幾顆甚至幾十顆層層堆疊起來同時(shí)發(fā)射,,降低單顆衛(wèi)星的發(fā)射成本,這將成為低軌商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的重要方式之一,。

  實(shí)現(xiàn)1毫米厚度的柔性太陽翼,,是個(gè)高難度“技術(shù)活”。在此之前,,我國在太空中驗(yàn)證并使用的柔性太陽翼有且僅有一個(gè)案例,,就是在中國空間站上。

  一方面,,柔性太陽翼的太陽電池之間是面對面,、背對背壓在一起的。這樣的好處是柔性太陽翼大幅壓縮了包絡(luò)尺寸,,但是也由此帶來了一系列技術(shù)難題,。

  “太陽電池是脆性材料,越薄越容易碎裂,,所以要精準(zhǔn)控制壓緊力,,壓力過大會(huì)導(dǎo)致電池直接碎裂,而壓力過小,,會(huì)導(dǎo)致在火箭發(fā)射的時(shí)候,,太陽板之間發(fā)生滑移、太陽板損傷,?!睏钋升堈f,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用了太陽電池的壓緊防護(hù)技術(shù),,設(shè)計(jì)使用兩塊剛性蜂窩板將柔性太陽板“夾緊”,。

  另一方面,需要研發(fā)一套高性能的展開機(jī)構(gòu)來展開太陽翼,。楊巧龍解釋稱,,傳統(tǒng)的柔性太陽翼面積動(dòng)輒100平方米以上,,但對于靈犀03星這種中型太陽翼,,如果僅僅是將用于超大柔性太陽翼的機(jī)構(gòu)小型化,展開機(jī)構(gòu)仍會(huì)很重,、體積很大,,會(huì)將太陽板柔性化帶來的成果“吃回去”。

  為此,,銀河航天針對平板衛(wèi)星構(gòu)型特點(diǎn),,研發(fā)了剪刀式的展開機(jī)構(gòu),,具有簡單可靠、重量輕,、收納比高,、可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。

  “不到一年半時(shí)間,,我們攻克了數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)研發(fā)難題,,包括讓脆弱的太陽電池可靠壓緊,讓太陽翼打開并實(shí)現(xiàn)空間三維旋轉(zhuǎn),,以及良好地適應(yīng)惡劣的太空環(huán)境等,,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從地面到太空的全流程研制?!睏钋升堈f,。

  2023年7月23日,銀河航天靈犀03星成功發(fā)射,,為我國巨型低軌通信星座的快速部署提供了技術(shù)支撐,。目前,銀河航天基于自主研制的8顆低軌寬帶通信衛(wèi)星,,構(gòu)建起我國首個(gè)低軌寬帶通信試驗(yàn)星座“小蜘蛛網(wǎng)”,,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)30分鐘的寬帶通信。

  如今,,在深山,、深海以及低空領(lǐng)域,“小蜘蛛網(wǎng)”已在空地海等多場景進(jìn)行低軌應(yīng)用示范,。

  “批量化生產(chǎn)的衛(wèi)星不斷發(fā)射,,大量衛(wèi)星接續(xù)圍繞地球運(yùn)行,組成覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),,將有助于解決深海,、荒漠、山區(qū)等地面通信欠發(fā)達(dá)區(qū)域的上網(wǎng)難題,?!便y河航天公共事務(wù)總經(jīng)理徐穎說。

  業(yè)內(nèi)人士表示,,我國已經(jīng)形成較為完整的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,,星箭制造及發(fā)射能力正快速提升,地面設(shè)備制造和衛(wèi)星運(yùn)營及服務(wù)行業(yè)潛力巨大,。艾媒咨詢預(yù)計(jì),,今年商業(yè)航天市場規(guī)模約為2.34萬億元。

  徐穎表示,,銀河航天正在與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合力攻關(guān),,開展新一代通信衛(wèi)星的研制工作,,未來將用于支持手機(jī)直連衛(wèi)星星座的建設(shè),全天候提供無縫實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)覆蓋,。

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