飞行一天耗电43度 神九电源系统很先进

6月16日18时37分，长二F火箭成功运送神舟九号飞船至太空，执行中国首次载人交会对接任务。据了解，飞船绕地球飞行1小时只需要耗电1800瓦，一天飞行下来，耗电量只有43度。虽然“神九”耗电不大，但却有一颗强大的“心脏”即电源系统，时时刻刻为飞行提供电力保障。

可靠性要求最高

据负责电源系统研制生产的中国航天科技（000901）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时增强了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，就如同做无米之炊。

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、进行冗余设计等多种手段，确保电源系统的可靠性。

同时，811所建立了完善的质量保证体系，技术人员按照“工作再细都不算细”的质量要求，在研制与生产过程中，从零件、分系统到整个电源系统都会开展多项试验，严把质量关。以飞船加电测试为例，就要进行1500多个小时。

经过8年的艰苦攻关，电源系统的成熟度与可靠性在“天宫一号”和“神舟八号”上得到了充分验证，为完成首次载人交会对接任务奠定了基础。

飞船最离不开的系统

神舟九号电源系统共有3种电源，即太阳电池帆板、镉镍蓄电池、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，就开始工作了。在火箭发射后，人们都会非常关注飞船太阳能帆板是否能够顺利展开，因为电源系统实际上就是一个光伏系统，像一个小“发电场”，能源的来源就是太阳能，只有太阳能电池帆板展开了，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。这就像我们平时使用的手机一样，只有给电池充好电才能正常工作，所以在光照期为蓄电池充好电，飞船才能维持正常运转。

而交会对接实施后，“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。为了解决能量平衡问题，交会对接成功后的，“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”的作用。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。

为了航天员能吃上热饭

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。

“神舟九号”和“天宫一号”对接后，船器将并网发电，主要由“天宫一号”为“神舟九号”供一定功率的电能，在供电不足的情况下，“神舟九号”再用自身的电能补充。

为了能提升电源系统的各项性能，811所的技术人员多年来超常工作，加班加点已经习以为常，但大家都努力把工作做到极致、做到最好。对于技术人员来说，最好的奖励就是能够休息几天，最好的回报就是飞船能够成功飞天、安全返航。

要成为一名成熟电源系统的技术人员，至少需要在研制生产一线磨练十年，有了载人航天一期、二期工程的技术积累与人才积累，在载人航天工程三期中，电源系统将实现新的跨越。

来源：人民网-科技频道               编辑：许婧