本报记者 王硕

如果你有一个天文望远镜，可把它的镜头对准中国空间站，你会看到两大两小橙色的光影,成为太空中一道靓丽的风景线。它们就是空间站天和核心舱、问天实验舱的两对大型柔性太阳电池翼，该电池翼由中国航天科技集团第八研究院抓总研制，是我国空间站不折不扣的“能量源泉”。

严格“瘦身” 功率提升

本次大型柔性太阳翼并不是我国该类产品的首次亮相。2021年4月29日发射的天和核心舱应用了我国首型大型柔性太阳电池翼，展开面积达67平方米，相当于一个标准单打羽毛球场的大小。

时隔一年多，问天实验舱配置了2个单翼展开面积超过134平方米的“翅膀”，是名副其实的“plus版”，功率高达18千瓦，每天平均发电量超过430度，在满足舱内所有设备正常运转的同时，也能完全保证航天员在空间站中的日常生活。

别看“plus版”太阳翼是“大块头”，设计师们却严格控制了其体重。粘贴太阳能电池片的太阳翼基板采用超薄型轻质复合材料，对用来防护空间环境的胶层涂覆厚度也进行了严格控制。

比起传统的刚性、半刚性太阳翼，柔性翼全部收拢后厚度只有18厘米，与一部手机的长度相当，仅为刚性太阳翼的1/8。

据介绍，我国空间站建成后，4个这样的太阳电池翼可提供空间站组合体80%的能量。

二次展开技术首亮相

由于太阳翼巨大，完全展开时，就好比两只手各持一面巨大的帆，在交会对接时微小的抖动，都会导致实验舱的速度、相对位置和飞行姿态的控制精度严重下降。为此，本次任务中，设计团队突破了“二次展开”的关键技术——在实验舱独立飞行阶段，柔性太阳电池翼首先展开一部分电池板，以满足实验舱能量需求。在对接完成后，再次完成全展开，建立完整的能源系统。

听起来简单，每个动作背后都需要技术的稳定支撑。比如，要设计行之有效的针对不同情况下控制太阳帆板振动的算法，需要承力骨架——伸展机构的技术突破。

以伸展机构的伸展臂为例，由71节可折叠的铰链杆组成，重量仅为80公斤， 精细程度可想而知。铰链杆直径不足5毫米，杆上四面均粘贴应变片以测量伸缩拉杆预紧力变化情况。一个应变片大概是5张A4纸的厚度，粘贴时还要考验安装技术。300多个应变片，如同人体中的每一条末梢神经都随时做好准备，听从指令并迅疾响应。

技术保障“丝绸扇”在空中双自由度转动

随着组合体运行，实验舱相对太阳的位置一直在变动。为了最大范围接受阳光照射，问天实验舱柔性太阳翼于国内首次实现了大型太阳翼双自由度控制驱动，也就是说太阳翼不仅能单翼翻转，两翼还可以像直升机的螺旋桨一样360°转起来。

这对于又大又薄的太阳翼来说，又是一大考验。

2个太阳翼总面积超过200平方米，厚度只有0.7毫米。控制如此规模的太阳翼，如同在太空中舞动两面柔软巨大的丝绸扇，任何风吹草动都能让它晃悠摆动。

为此，设计人员除了用驱动装置进行控制，还配置了张紧机构。它外表看是一根简单的钢丝绳，实际是一套恒力弹簧绳索系统，可通过不断伸缩保证太阳翼的足够刚度和姿态控制。

据了解，10公斤左右的控制驱动器，可精准、稳定地驱动起重达1200公斤的太阳翼，实实在在做到了“四两拨千斤”。同时，为确保太阳翼在轨服役期间的“万无一失”，团队经过多年攻关，地面完成了40万次热真空疲劳寿命试验、100万次常温常压寿命试验，充分验证了产品的高可靠、长寿命。