6月5日,神舟十四号载人飞船发射成功。与神舟十二号、神舟十三号不同,神舟十四号执行任务期间,将亲身经历空间站转入三舱组合体飞行模式、完成空间站建造。不过,这一过程对神舟十四号的供电系统并不太“友好”,它将经历一场前所未有的遮挡历程。
中国航天科技集团八院811所神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华介绍,在轨运行期间,停靠在径向对接口的神舟十四号最多将依次被5个飞行器遮挡,太阳帆板发电将受到组合体遮挡的较大影响。
不过,空间站“大家庭”彼此互帮互助。在神舟十四号运行前期,核心舱即使供电能力有限,也慷慨解囊,通过“借用”货运飞船部分能量,联手为神舟十四号并网供电;待实验舱顺利到岗,空间站三舱顺利“会师”,实现“能量自由”的空间站便独自承担起为神舟十四号并网供电的任务。
空间站建造过程将先后经历一字构型、L型构型和T型构型。一字构型在惯性飞行下将带来更长周期的全遮挡,最长可达到19天。随着新成员的陆续加入、空间站组合体变轨或姿态调整等一系列飞行事件发生时,遮挡的情况将更加复杂,“L型构型和T型构型下,已不仅仅是单一的全遮挡,长期绕飞地球的每一圈光照区内,神舟十四号仅有两、三个很短的时间段能接受到较好的光照,随着太阳高度角的周期变化,还会出现一侧太阳翼被全遮、另一侧复杂遮挡的情况。”钟丹华透露。
从事神舟飞船电源分系统研制工作的中国航天科技集团八院811所研制人员,制定了相应措施。针对长周期全遮挡、复杂间隔遮挡和局部单侧遮挡等各种情况,在地面开展能量平衡仿真分析和试验验证,充分验证了太阳电池翼、储能蓄电池和充电控制措施能够适应工作条件的复杂变化;通过与飞船总体共同协作,制定了电源分系统动态在轨维护管理机制,遇到用电高峰、空间站组合体构型变化、变轨和调整姿态等“大动作”,还会再次提前开展遮挡复核和能量平衡预计,及时向空间站发出并网供电的邀请。动态在轨维护管理机制,需要研制人员在飞控岗位上的长期坚守。