光電轉化效率國際最高,上海航天為新一代載人飛船打造最強「翅膀」

2020-12-04 環京津新聞網

摘要:34%光電轉換效率電池的成功研製與應用,將有效提升我國太空與深空飛行器的發電能力。

茫茫太空,太空飛行器在軌飛行須臾離不開能源管理系統。5月5日傍晚,被長徵五號B火箭送入太空的新一代載人飛船試驗船,其能源系統就如此前的神舟飛船一樣,依然由上海航天技術研究院抓總研製。

作為神舟飛船的PLUS版本,6人座的新一代載人飛船實驗船較3人座的神舟飛船構型大了一倍,其能源系統自然也少不了創新,最突出的是打造了一對前所未有的最強「動力翅膀」。

太陽電池翼是太空飛行器賴以持續飛翔的翅膀,是太空飛行器的動力來源,其性能與可靠性直接關係著太空飛行器是否能順利完成預定任務。據透露,在新一代載人飛船試驗船太陽電池翼上,以充電電路的形式搭載並應用了上海航天811所研製的高效砷化鎵太陽電池,光電轉換效率高達34%。

34%光電轉換效率是什麼概念?目前,國內外空間應用的太陽電池翼主電源,主要為光電轉換效率30%的太陽電池;世界上空間型號應用的最高效率太陽電池電路產品,光電轉換效率為32%。

從30%到32%再到34%,看似2%轉換效率的提升,卻是該技術體系「塔尖上再騰躍」的變化。

為達到批產產品光電轉換效率34%的水平,儘快實現型號太陽電池電路的應用,811所研製人員開展了大量技術攻關,如採用新型覆蓋短波、中波太陽光的寬/中帶隙半導體材料,進一步降低載流子熱損、提高太陽光譜的能量利用率,攻克和解決寬光譜低反射率調配技術等,填補了一批國際相關產品領域的空白。

未來空間站建設和運營需要更大規模的供電能力,單翼太陽電池陣的面積將由目前的10平方米提高到100平方米以上。但為了保證飛行器姿態控制,又要求儘可能減少太陽電池陣面積,提高太陽電池光電轉換效率成為解決矛盾的有效途徑。811所太陽電池專家姜德鵬表示,34%光電轉換效率電池的成功研製與應用,將有效提升我國太空與深空飛行器的發電能力,支撐我國航天電源系統更新換代。

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  • 新一代載人飛船對比起神舟號系列載人飛船,具有哪些優勢呢?
    而近日,我國迎來了新一代的載人飛船,將為我國的載人航天再添輝煌。此次試驗的新一代載人飛船主要是為了我國後續的載人月球探測、空間站運營等任務,是我國繼神舟號系列飛船之後的又一款具有國際先進水平的新一代天地往返運輸飛行器,具備高安全、高可靠、模塊化、多任務、可重複使用等特點,可提高我國載人飛船的乘員人數和貨物運輸能力。
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    ,新一代載人飛船試驗船是為我國空間站及後續載人航天任務研製的。與神舟飛船相比,新一代載人飛船採用了全新的設計,體型更大,採用了模塊化設計,不僅可以兼顧近地軌道的載人和貨運任務:執行載人任務時可搭載6~7名太空人,比「神舟」翻了一倍;執行貨運任務時則能上行攜帶4噸,下行攜帶2.5噸。既能載人也可載貨,還可以還可以通過更換服務艙兼顧登月等深空發射任務,將成為成為與美國「獵戶座」和俄羅斯「聯邦」號同一水準的重型多功能載人飛船。
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    ,長徵五號B運載火箭點火升空,將#新一代載人飛船#試驗船等載荷的組合體送入預定軌道,實現空間站階段飛行任務首戰告捷,拉開我國載人航天工程「第三步」任務序幕。經過了近30年發展,整個工程已經歷了兩型火箭(長徵2F和長徵7號)、11艘神舟載人飛船、1艘天舟貨運飛船、兩批航天員和兩個天宮目標飛行器/空間實驗室的巨大成功。中國以極低的成本、最高效率地利用有限任務次數,完成了天宮空間站建站的全部準備,可謂是人類航天史上的奇蹟。