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6月16日，搭載三名宇航員的神州就好飛船順利發(fā)射升空，飛船進(jìn)入預定軌道后，太陽(yáng)能帆板徐徐展開(kāi)，就像是飛船長(cháng)出的一對長(cháng)長(cháng)的翅膀，為飛船提供源源不斷的動(dòng)力，中國第一名女性宇航員劉洋露出微笑。 太陽(yáng)能帆板是一種收集太陽(yáng)能的裝置，通常用于衛星、宇宙飛船的供能，也用于安裝在環(huán)保型汽車(chē)頂部。太陽(yáng)帆板的基本原理是利用硅（Si）等金屬的光電效應，將太陽(yáng)能轉化為電能，然后儲存在衛星、宇宙飛船、電動(dòng)汽車(chē)的太陽(yáng)能電池里。 太陽(yáng)能帆板有供電和充電兩大功能，相當于一個(gè)小型發(fā)電站。在飛船入軌之前，一對小的太陽(yáng)能帆板折疊固定在軌道艙的兩側，另一對大的折疊固定在推進(jìn)艙外側的艙壁上。在升空階段，為了使它們免受迎面空氣動(dòng)力流的作用，太陽(yáng)能帆板折疊收藏在整流罩內，直到飛船進(jìn)入軌道后才展開(kāi)。由于飛船上的許多試驗儀器裝置都依賴(lài)電力作為能源，因此太陽(yáng)能帆板能否正常展開(kāi)是飛船飛行中一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作。 
神舟九號飛船在酒泉發(fā)射中心等待發(fā)射 盡管飛船的太陽(yáng)能帆板采用了大量先進(jìn)技術(shù)，然而，由于面積較大，結構相對復雜，在太空中展開(kāi)時(shí)仍會(huì )面臨一定的風(fēng)險。此次飛船上的兩對太陽(yáng)能帆板順利展開(kāi)，為神舟六號載人飛船多天的太空之旅提供了充足的電力保障。 帆板順利展開(kāi)能夠為神舟九號提供持續不斷的電力支撐，也是后續所有任務(wù)的實(shí)施基礎。飛船上所有儀器設備都需要電力驅動(dòng)，如果帆板不能正常展開(kāi)，在蓄電池的電能耗光之后，飛船就會(huì )失去控制，成為太空垃圾，世界航天史上也出現過(guò)這樣的例子。神舟八號增加了交會(huì )對接機構，在太空的飛行時(shí)間和任務(wù)都和以往有很大的區別，電力支撐方面和以往相比要多很多，因此太陽(yáng)能帆板的展開(kāi)顯得更為關(guān)鍵。 據OFweek太陽(yáng)能光伏網(wǎng)了解，神舟九號飛船繞地球飛行1小時(shí)耗電只需1800瓦，相當于一個(gè)普通家用空調或者是一個(gè)功率高點(diǎn)的微波爐的耗電量，一天飛行下來(lái)，神舟九號耗電量只有43度。也許，對于生活在地球上的我們來(lái)說(shuō)，43度電簡(jiǎn)直微不足道。但是運送物質(zhì)到太空是極其昂貴的，以美國為例，沒(méi)運送一公斤物質(zhì)到太空的花費是100萬(wàn)美元。
神舟九號飛船在酒泉發(fā)射中心發(fā)射升空 電力供應是飛船在太空執行任務(wù)的動(dòng)力保障，據負責電源系統研制生產(chǎn)的中國航天科技集團公司八院811所有關(guān)技術(shù)人員介紹，載人航天工程二期電源系統的供電能力比一期增強了50%，相應的設計、控制、結構、材料等都更加先進(jìn)。電源分系統由30多臺單機設備、1萬(wàn)多個(gè)元器件組成，是一個(gè)非常復雜的系統。在神舟飛船各大分系統中，電源系統是可靠性要求最高的系統之一。 神舟九號電源系統共有3種電源：太陽(yáng)電池帆板、鎘鎳蓄電池和應急電池。在火箭發(fā)射前幾個(gè)小時(shí)，電源系統會(huì )被充滿(mǎn)電，從火箭發(fā)射的那一刻起，就開(kāi)始工作。電源系統實(shí)際上是一個(gè)光伏系統，像一個(gè)小“發(fā)電場(chǎng)”，能源來(lái)自太陽(yáng)能，只有展開(kāi)太陽(yáng)電池帆板，電源系統才能正常工作。而依靠太陽(yáng)能發(fā)的電，一部分供給飛船使用，一部分則用蓄電池儲存起來(lái)。因此，太陽(yáng)能電池帆板是非常重要的部件，其能否順利展開(kāi)事關(guān)飛船能否執行太空任務(wù)。 神舟九號繞地球飛行一圈需要約90分鐘，這期間有50多分鐘是在陽(yáng)光照射下的光照期，太陽(yáng)電池帆板可以正常工作并給儲能電池充電。但有30多分鐘卻是在沒(méi)有陽(yáng)光照射的地影期，太陽(yáng)電池帆板將停止工作，這時(shí)維持飛船正常運轉的電能都來(lái)自鎘鎳蓄電池事先儲藏好的電能。
神舟九號飛船在太空徐徐展開(kāi)太陽(yáng)能電池帆板 交會(huì )對接實(shí)施后，天宮一號與神舟九號將共同飛行，由于位置的原因，天宮一號會(huì )遮擋住飛船部分太陽(yáng)電池帆板，被遮擋部分則不能正常充電。為解決能量平衡問(wèn)題，交會(huì )對接成功后，天宮一號將為神舟九號提供一部分電能，而神舟九號只需要在每50多分鐘內充十幾分鐘的電就可以了。 航天員在太空中，生活用電都要依靠電源系統。在載人航天工程一期時(shí)，由于供電能力有限，航天員怕“費電”，舍不得加熱飯菜，吃的都是冷飯。載人航天工程二期使用的電源系統中，太陽(yáng)能帆板的材料采用了三結砷化鎵，與一期使用的多晶硅相比，發(fā)電能力提高了一倍。同時(shí)，電源系統采用高壓體制，減少了各種損耗。由于電能供應充足，神舟九號可以確保航天員頓頓吃上熱飯。 據OFweek 太陽(yáng)能光伏網(wǎng)了解，神舟九號載人飛船使用了由河北省秦皇島星箭公司研發(fā)生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池玻璃蓋片。這是繼天宮一號目標飛行器和神舟八號飛船成功應用之后，秦皇島星箭公司生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池玻璃蓋片再次被搭載在載人飛船上。據介紹，隨著(zhù)航天科技的快速發(fā)展，航天器上應用的太陽(yáng)能電池向著(zhù)大面積大功率方向發(fā)展，這就要求作為其配套產(chǎn)品的玻璃蓋片要做到超大超薄，同時(shí)增加抗彎強度，避免操作或工作時(shí)玻璃蓋片碎裂。秦皇島星箭公司致力于空間用抗輻照玻璃蓋片、衛星用高強度超大超薄玻璃蓋片和航天用摻鈰的OSR玻璃基片的研究和開(kāi)發(fā)，自主研發(fā)的產(chǎn)品于2011年和2012年獲得兩項國家發(fā)明專(zhuān)利。衛星用高強度超大超薄玻璃蓋片是星箭公司自主研發(fā)的高科技航天配套產(chǎn)品。它應用在航天器兩翼的太陽(yáng)能電池帆板上，一方面保護太陽(yáng)能電池，另一方面保證太陽(yáng)能電池的光電轉換效率。該產(chǎn)品研制成功，填補了航天技術(shù)一項空白。衛星用高強度超大超薄玻璃蓋片的強度大約是普通玻璃蓋片的5倍，同時(shí)具有抗高能粒子輻照、抗紫外線(xiàn)、耐高低溫沖擊、高透過(guò)率等優(yōu)良性能。
神舟九號飛船與天宮一號對接示意圖 在接下來(lái)的時(shí)間里，太陽(yáng)能光伏電池帆板將與神舟九號繼續翱翔太空，為飛船提供源源不斷的動(dòng)力，以及為中華民族帶來(lái)自豪感，點(diǎn)亮華夏子孫探索太空奧秘的希望。 |
