神舟十三號載人飛船返回艙16日在東風着陸場預定區域成功着陸。神舟十三號是在軌時間最長、返回時間最快、在軌併網供電次數最多的神舟飛船,它如何保障用電?

返回前的「模擬大考」

自2021年10月16日發射,神舟十三號已成功運行約6個月,是在軌時間最長的載人飛船。

為了確保飛船安全返回,一個多月前,神舟十三號電源分系統進行了一場返回前的「模擬大考」。

4月16日,神舟十三號載人飛船返回艙在東風着陸場預定區域成功着陸。(新華社)

中國航天科技集團八院811所神舟飛船電源分系統主任設計師鍾丹華介紹,電源分系統配合總體對神舟十三號上所有的設備進行了加電,對這些設備一一進行開機巡檢,「因為在與空間站成功對接後,飛船上許多設備進入關機狀態。在軌運行期間,電源分系統僅需提供1/2到1/3的額定能量。開機巡檢,是對電源分系統在額定負載下的供電能力的考核。」

同時,電源分系統配合總體開展飛船的能量平衡分析,進行故障預案的推演和發電能力的評估。結果顯示,神舟十三號在軌運行期間,電源分系統整個供電狀態非常好,雖然已經在軌工作近6個月,太陽電池翼的發電能力和飛船入軌初期基本沒變化。

智能併網供電6次

神舟十三號停靠在空間站核心艙的徑向口,太陽帆板會被核心艙大型柔性太陽電池翼和大柱段艙體等遮擋,導致飛船在光照區供電能力受到影響。在軌期間,神舟十三號與空間站成功開展了6次併網供電,充分驗證了空間站的智能用電模式。

鍾丹華介紹,神舟十三號在軌的6個月,經歷了空間站組合體對地飛行、慣性飛行,以及天舟二號轉位試驗等複雜遮擋情況。6次併網供電最短2天,最長5天,在確保飛船正常運行的同時,考核了電源分系統適應全遮擋工作的能力,也驗證了空間站核心艙徑向口對載人飛船1400瓦的最大供電能力的設計指標。

在併網供電期間,即將面臨「退役」的神舟飛船「老將」鎘鎳蓄電池也「鉚足了幹勁」。併網供電最長5天,這期間鎘鎳蓄電池處於不充電不放電、荷電擱置的狀態。而鎘鎳蓄電池具有記憶效應,這種併網期間不充不放、在軌期間淺充淺放、自主飛行期間深充深放的不斷變化的情況,對其工作並不友好。研製人員經過長期的實驗摸索和驗證,通過調整飛船的充電曲線、增加充電倍率的變化,讓鎘鎳蓄電池在不同工作狀態轉換過程中也可以保持性能穩定,確保能源供給的正常安全。

配合5圈快速返回

據悉,神舟十三號飛船首次採用5圈快速返回的方案,分離到落地僅需10小時。從6.5小時的快速對接,到10小時的快速返回,航天員的乘坐舒適度更高了。

對於電源來說,得益於研製團隊在神舟十二號返回時制定的詳細供電保障方案,電源分系統制定了工作模式轉換調整程序、開展了能量平衡分析和預計,配合總體完成了正常返回、快速返回和應急返回等不同返回模式下的電源保障方案。

(來源:中新社)

責任編輯: 宋得書