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神舟九号飞船绕地球飞行1小时耗电多少?也许你猜不到,只需1800瓦,相当于一个普通家用空调或者是一个功率高点的微波炉的耗电量,但飞船与家用电器比起来,可是个十足的大个头。一天飞行下来,神舟九号耗电量只有43度。
虽然神舟九号耗电不大,但却有一颗强大的“心脏”——电源系统,时时刻刻为神舟九号的飞行提供电力保障。
据负责电源系统研制生产的中国航天科技集团公司八院811所有关技术人员介绍,载人航天工程二期电源系统的供电能力比一期增强了50%,相应的设计、控制、结构、材料等都更加先进。
电源分系统由30多台单机设备、1万多个元器件组成,是一个非常复杂的系统。在神舟飞船各大分系统中,电源系统是可靠性要求最高的系统之一,因为如果没了电,就如同“无米之炊”。
自2003年开展载人航天工程二期电源系统研制以来,811所研制人员从设计一开始就严格把关,通过控制元器件与原材料质量、优化内部结构、进行冗余设计等手段,确保电源系统的可靠性。
神舟九号电源系统共有3种电源:太阳电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
在火箭发射前几个小时,电源系统会被充满电,从火箭发射的那一刻起,就开始工作。电源系统实际上是一个光伏系统,像一个小“发电场”,能源来自太阳能,只有展开太阳电池帆板,电源系统才能正常工作。而依靠太阳能发的电,一部分供给飞船使用,一部分则用蓄电池储存起来。
神舟九号绕地球飞行一圈需要约90分钟,这期间有50多分钟是在阳光照射下的光照期,太阳电池帆板可以正常工作并给储能电池充电。但有30多分钟却是在没有阳光照射的地影期,太阳电池帆板将停止工作,这时维持飞船正常运转的电能都来自镉镍蓄电池事先储藏好的电能。
交会对接实施后,天宫一号与神舟九号将共同飞行,由于位置的原因,天宫一号会遮挡住飞船部分太阳电池帆板,被遮挡部分则不能正常充电。为解决能量平衡问题,交会对接成功后,天宫一号将为神舟九号提供一部分电能,而神舟九号只需要在每50多分钟内充十几分钟的电就可以了。
此外,电源系统还有重要的“救命”作用。万一飞船发生不测,应急电池就会起用。应急电池使用的是高性能比新型银锌电池,其作用就像UPS。出现紧急情况时,飞船返回地面需要4个小时,而应急电池可以确保飞船供电,以及落地后为搜救系统提供24小时的用电。
航天员在天上飞行的十几天里,生活用电都要依靠电源系统。在载人航天工程一期时,由于供电能力有限,航天员怕“费电”,舍不得加热饭菜,吃的都是冷饭。
载人航天工程二期使用的电源系统中,太阳能帆板的材料采用了三结砷化钾,与一期使用的多晶硅相比,发电能力提高了一倍。这也使得电源系统的健壮性更强。同时,电源系统采用高压体制,减少了各种损耗。由于电能供应充足,神舟九号可以确保航天员顿顿吃上热饭。
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6月16日18时49分,神舟九号飞船(下称“神九飞船”)发射12分钟后,在浩瀚太空中成功展开位于两侧的太阳能电池帆板,犹如神九飞船长出的一对美丽翅膀。事实上,这对太阳能电池帆板,正是神九飞船的“翅膀”,为其遨游太空并完成空间探测任务提供着不竭动力。本报记者经过采访了解到,此次为神九飞船提供太阳能光伏电池阵的研发机构是位于天津的中国电子科技集团公司第十八研究所(下称“十八所”)。在接受《中国能源报》记者采访时,十八所相关技术负责人表示,该所此前已为神舟一号飞船至神舟八号飞船,以及天宫
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