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青年报·青春上海记者 刘晶晶 

2021年6月17日，带着3位宇航员的神舟十二号飞船成功发射，按计划将与天和核心舱对接，正式加入中国空间站家族。据承担飞船电源分系统的中国航天科技集团八院研制人员介绍，此次神舟十二号飞船，将配合核心舱、货运飞船在轨验证多项空间站建设关键技术，为后续进驻空间站的其他成员“探路”。

从30天到3个月，制定了30余项故障预案

按照中国载人航天办公室的安排，2021年，中国将相继实施2次神舟飞船发射，从之前的3年1艘船，到如今的1年2艘船，且按照任务计划，此次航天员将在“太空之家”驻留三个月，而之前，神舟飞船执行任务最长时间为30天。如何在稳定地提供能源供给的情况下，保障航天员安全返回？

“无论是三个月，还是后续更长的六个月，对电源分系统来说，最重要的是做好应急处置即故障预案的准备。”中国航天科技集团八院电源分系统主任设计师钟丹华介绍说：“针对飞船飞行入轨初期到运行到返回的全流程，我们制定了30余项故障预案，并开展了故障演练。”

三个月，或是后续的六个月在轨驻留，带来了另一个挑战。对人员本就不充裕的电源分系统研制团队来说，怎样保证每年多艘船的滚动生产测试、发射场试验、飞行控制正常健康的运转？为了保障航天员安全，飞船在轨运行期间，地面必须24小时监控电源分系统性能数据；在发射基地，作为应急救援待命飞船的神舟十三号定期巡检也正同步开展；同一时间，神舟飞船后续型号在北京的整船综合测试、电源分系统单机产品在上海的研制生产也在有序推进着。

此外，从神舟十二号飞船开始，电源分系统完全建立并引入了产保的概念。研制团队编制了分系统产保大纲，各单机形成独自的产保实施细则，成立了一支专门的产保队伍，由领域产保副总师领衔，下设不同型号的产保工程师，参与产品从设计到交付整个流程的质量保证。同样是从神舟十二号飞船开始，电源分系统自产品设计阶段，增加了一些特色工作，如开展包括可靠性安全性、风险控制等在内的6个专项的再设计再复核再确认，如梳理所有的关键环节，形成9个关键环节的控制清单，保证神舟飞船的质量稳定性和可靠性。”

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“中国好邻居”：慷慨解囊热情“送电”

在神舟飞船与空间站天和核心舱成功对接后，三舱组合体或五舱组合体飞行模式下，神舟飞船会经历最长19天的大面积遮挡周期，面临太阳电池翼被遮挡、自身不能发电的情况。不过不要紧，中国空间站上，有一群“乐于助人”的“中国好邻居们”，这时，空间站的其他成员将“慷慨解囊”，热情“送电”。

“整个空间站系统，电源的能量是可以互相传动的，神舟飞船可以接受来自核心舱的并网供电。这个并网供电的源头很多，可以来自核心舱，可以来自货运飞船，也可以来自实验舱。”八院电源分系统副主任设计师唐筱介绍道：“根据飞船的能量平衡情况按需并网，并合理安排储能蓄电池组在空间站停靠期间的充放电管理措施，可以适应长期的遮挡工况。”

神舟飞船停靠在大面积遮挡区域时，舱外的设备将长期处于极度低温的环境。研制人员开展了空间环境适应性的分析，针对舱外单机做了热设计的复核复算，并开展了模拟舱外热流条件的低温热平衡试验。电源分系统副主任设计师张思义说：“不同于核心舱、货运飞船，神舟飞船的分流调节器安装在舱外。为此，我们调整了分流调节器的加热回路，进一步提升了低温储存条件下的适应能力。

空间站里有个“供电大联盟”

“空间站工程是一个大系统，核心舱+实验舱+神舟飞船+货运飞船，我们需要确保整个系统的正常能源供给。”据811所载人航天型号副指挥王娜透露，多舱体并网供电，旨在满足空间站工程不同阶段的能源需求。

在这个大系统内，空间站家族成员们组成了和谐灵活的“供电大联盟”。其中，采用高压电源系统的核心舱和货运飞船可以实现双向并网供电。考虑到货运飞船容易受到空间站其他组合体的遮挡，也为了应对未来空间站可能会出现的极个别特殊情况，货运飞船和空间站采用双向并网供电，核心舱可以为货运飞船提供最高2000瓦的供电，货运飞船也能为核心舱提供1000瓦左右的电力。而神舟飞船为了确保航天员的安全，采用了低压电源系统，因此作为受电端，与空间站采用单向并网供电模式，根据其与核心舱对接口的位置，最大可达1400瓦。“合理的调配，确保整个空间站的正常运行。”王娜介绍道。

针对并网供电需求，研制人员策划了多项在轨并网供电试验，开展了包括三舱联试、五舱联试等各个层级的地面并网供电专项试验。抱着不放过每一根电缆、不放过每一个参数的态度，从舱上设备状态、软件状态、测试文件、地面设备、测试流程等多个层面进行确认，验证电源分系统在空间站组合体并网供电模式下的适应性和可靠性。

青年报·青春上海记者 刘晶晶

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报