9月30日,问天实验舱成功转位至天和核心舱侧向停泊口,中国空间站主体结构从“一”字型转为“L”型。在此次任务中,由航天科技集团五院抓总研制的问天实验舱状态良好,供配电运行稳定,有力保障了转位任务的圆满完成。
问天实验舱是一个集平台功能与试验载荷功能于一身的“全能型”选手,在它的舱外暴露实验平台上,配置了多个标准载荷接口,用于开展舱外科学实验。由于载荷设备较多,又布置在舱外,如果配电单机放在舱内,会带来高压电缆穿舱铺设难度大、长距离传输损耗大等一系列问题,这就需要一台舱外配电“大管家”对这些载荷设备的供电“精心”管理。
问天实验舱舱外配电的“大管家”
在2022年7月24日问天实验舱成功发射入轨时,舱体上一个白色的方盒子就曾出现在舱外影像中,在蓝色地球背景的衬托下,显得格外醒目。而这个白盒子就是五院529厂研制的我国首个舱外配电单机产品,它也是问天实验舱舱外配电的“大管家”。
这位“大管家”是一个约40厘米见方的立方体,像一个带把手的方形手提箱。别看它“身材”小巧,本事却不一般。它提供了数十路不同功率等级的配电,是整个空间站系统中配电路数最多的单机产品。同时,它采用五院529厂自主攻关的固态配电开关技术,不仅能够为实验载荷设备供电,还能在故障时自动断电,在故障解除后又能恢复供电,实现“智能化配电”,可为舱外实验载荷设备提供稳定、可靠的供电。
耐受空间环境,便利航天员操作
相比舱内产品,舱外电子单机产品在耐受空间环境设计、人机工效学设计等方面有更严苛的要求,这为研制团队在新环境、新状态、新工艺等方面带来了新的难题。
由于空间站会频繁经历阳照区与阴影区,舱外产品要承受超过200℃的温度变化冲击、空间带电粒子辐射和原子氧环境的侵蚀,这些恶劣的环境条件对舱外配电产品产生重要的影响。为此,设计人员在产品内部设计了一套加热装置,可以有效防止在阴影区时由于舱外极低的环境温度造成的电子产品“失温”;同时,通过主被动热控措施加强散热,确保在阳照区时内部元器件不会因温度过高而出现故障;还采取了耐受空间辐射和原子氧等环境的防护措施。
由于空间站舱外设备布局复杂,航天员着出舱服开展舱外产品维修工作难度远大于舱内维修。为了便于航天员操作,设计人员巧妙设计了专门的防漂锁紧装置,保证舱外配电单机产品能够不通过螺钉就能固定在舱板上,防止单机产品在拆装过程中失控漂浮。
目前,空间站天和核心舱、问天实验舱等大型舱段的全部配电和并网控制产品(超过100台套)的研制和攻关工作均由五院529厂完成,对保障空间站在轨稳定运行起到关键作用,是空间站能源系统名副其实的“大管家”。
今年,中国空间站将完成在轨建造,五院研制团队将一如既往,攻坚克难,为中国空间站在轨运营保驾护航!