神十四面臨史上最復雜遮擋能源供給如何保證？

作者 鄭瑩瑩 馬帥莎 繆新培

6月5日，載有3名航天員的神舟十四號載人飛船在中國酒泉衛星發射中心成功發射。“神舟十四號”將面臨“史上最復雜”遮擋情況，其6個月的能源供給如何保證？

“史上最復雜” 最多依次被5個飛行器遮擋

“神舟十四號”即將面臨的遮擋情況堪稱“史上最復雜”。與“神舟十二號”“神舟十三號”兩位“前輩”不同，神舟十四號在執行任務期間，將經歷“空間站轉入三艙組合體飛行模式、完成空間站建造”這一重大歷史過程。但這整個過程對“神舟十四號”的供電系統不太“友好”，將令它經歷一場前所未有的遮擋歷程。

中國航天科技集團八院(簡稱：八院)811所神舟飛船電源分系統主任設計師鐘丹華介紹，空間站建造過程將先后經歷一字構型、L型構型和T型構型。有實驗艙加入的一字構型在慣性飛行下，將帶來更長周期的全遮擋，最長可達19天。隨著新成員的陸續加入、空間站組合體變軌或姿態調整等一系列飛行事件發生，遮擋的情況將更加復雜。

“L型構型和T型構型下，已不僅僅是單一的全遮擋，長期繞飛地球的每一圈光照區內，‘神舟十四號’僅有兩三個很短的時間段能接收較好的光照，隨著太陽高度角的周期變化，還會出現一側太陽翼被全遮擋、另一側復雜遮擋的情況。”他說。

他表示，在軌運行期間，最復雜的時候，停靠在徑向對接口的“神舟十四號”將依次被5個飛行器遮擋，太陽帆板發電將受到組合體遮擋的較大影響。

一船被遮 八方支“源”

在“暗影相隨”時，中國空間站“大家庭”成員開始互幫互助。遮擋期間，在“神舟十四號”運行前期，天和核心艙即使供電能力有限，也“慷慨解囊”，通過“借用”天舟四號貨運飛船部分能量，聯手為“神舟十四號”并網供電；待到運行中后期，實驗艙順利到崗，空間站三艙順利“會師”，面對日趨復雜的遮擋情況，實現“能量自由”的空間站便獨自承擔起為“神舟十四號”并網供電的任務。

八院811所研制人員制定了多種措施，來解決復雜遮擋給飛船供需平衡帶來的難題。針對長周期全遮擋、復雜間隔遮擋和局部單側遮擋等各種情況，研制團隊在地面開展能量平衡仿真分析和試驗驗證，充分驗證了太陽電池翼、儲能蓄電池和充電控制措施能夠適應工作條件的復雜變化。

另外，八院811所研制團隊通過與飛船總體共同協作，制定了電源分系統動態在軌維護管理機制。在一些特殊情況，如“神舟十四號”每月一次開機巡檢的用電“高峰期”，以及空間站組合體構型變化、變軌和調整姿態等“大動作”發生時，“神舟十四號”還會再次提前開展遮擋復核和能量平衡預計，及時向空間站發出并網供電的請求。