4月29日，長征五號B運載火箭在海南文昌航天發射場發射成功，成功將我國空間站工程首個航天器--天和核心艙送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。

據空間站副總指揮甘克力介紹，在核心艙的研制任務中，中國航天科技集團有限公司第八研究院承擔了電源分系統、對接與轉位機構分系統、測控通信產品、資源艙結構與總裝及電纜網研制任務。其中電源分系統作為整個核心艙任務的四大關鍵技術之一，充當著未來空間站“太空電站”的作用。

首次采用大面積可展收柔性太陽電池翼

據空間站副總設計師羅斌介紹，天和核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽電池翼，雙翼展開面積可達134平方米，這是我國首次采用柔性太陽翼作為航天器的能量來源。柔性太陽翼集合了大面積輕量化、重復展收高可靠、低軌10年在軌長壽命、剛柔并濟高承載等四大全新技術。

與傳統剛性、半剛性的太陽電池翼相比，柔性翼體積小、展開面積大、功率重量比高，單翼即可為空間站提供9kW的電能，在滿足艙內所有設備正常運轉的同時，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。

比起傳統的剛性、半剛性太陽翼，柔性翼全部收攏后只有一本書的厚度，僅為剛性太陽翼的1/15。基板采用超薄型輕質復合材料，對用來防護空間環境的膠層的涂覆厚度也進行了嚴格控制。

柔性翼能否成功展開直接關系到空間站任務的成敗。核心艙太陽翼采用了6臺有源機構三維五步展開，就好像做一套“太空廣播操”。

首先，15發火工品“熱身運動”起爆，解除太陽翼與小柱段艙壁的固定;緊接著抬升機構“俯仰運動”將太陽翼從艙壁上立起;隨后，展開鎖定機構“擴胸運動”將兩個太陽電池陣向兩側展開，約束釋放機構“轉體運動”解除收藏箱的約束;最后，伸展機構“伸展運動”帶動太陽電池翼完全展開。每個規定動作都經過大量的地面驗證試驗，確保姿勢標準、嫻熟流暢。

展開過程持續40分鐘，數節伸展機構依次向外推出，帶動太陽翼向外展開，又像是一架被緩緩拉開的手風琴，因此被形象地稱為“手風琴”展開方式。

核心艙太陽電池翼的另一個特殊功能，是其在軌可進行整翼拆卸、轉移。考慮到后續空間站組建完成后，對核心艙太陽電池翼造成的遮擋，從而影響發電，這兩個太陽電池翼可由航天員與機械臂配合，實現艙外拆卸、轉移，安裝于后續發射的實驗艙尾部桁架上，并在軌重新組建供電通道，這又被稱為“在軌能源拓展功能”。

以“鋰”相助長期居住條件佳

當空間站運行到太陽無法照射的陰影區時，由鋰離子蓄電池為整個艙體供電。如何確保鋰電的安全性?八院811所研制人員經過長期攻關，從研制、使用、更換等多個角度，設計出了一種滿足空間站運行需求的長壽命、大容量、高安全鋰離子蓄電池。

據介紹，鋰電最大的安全性問題是“熱失控”。對此，空間站鋰電在研制時采取了多種有效的手段：從源頭上，采用陶瓷隔膜，提供良好的防內短路措施;在電池組內使用阻燃材料，防止高溫引發燃燒;在電池組內使用卸壓材料，為單體電池膨脹時提供空間;采用全密閉的鋰離子蓄電池箱體式結構式設計，為艙內提供安全可靠的環境。

空間站核心艙共有6組鋰離子蓄電池，每組有66個單體電池。而鋰電使用時的難點，在于實現對每個單體電池的過充保護。811所研制人員設計出了一套智能化的鋰電管理系統，實現高精度、高可靠、高安全的鋰電充電控制。

例如，國內首次采用高精度鋰電集聯采集系統，讓采集精度更高、控制點更準;國內首次使用高效率高壓大功率充電模塊，充電時啟用三級保護機制，在任意情況下保證用電安全;同時，在充電過程中實施溫度監測，當充電溫度高于設定安全溫度值時，立即停止該機組蓄電池充電。

空間站在長達10多年的在軌運行過程中，航天員需定期對鋰電進行在軌更換。如何在不影響空間站的正常供電情況下，確保航天員的操作安全呢?

研制人員為鋰電更換操作上了“雙保險”。核心艙有兩個功率通道，當其中一個通道需要更換電池時，由另一個通道作為主力供電。且每個功率通道采用“2+1”機組工作模式，任意一個機組中的電池需要更換時，將本機組斷電，剩余兩個機組可以保證本通道正常供電。

此外，航天員在更換鋰電的時候，高壓電池組帶來了安全隱患。為此，研制人員在鋰離子蓄電池模塊中，安裝了兩個并聯的分段開關。通過將電池組的電壓降低到人體的安全電壓范圍，滿足人體的36伏安全電壓要求，保護了航天員開展在軌維修時的人身安全。

百萬次試驗確保萬無一失

核心艙作為我國壽命設計要求最長的一個飛行器，10年的在軌飛行，對所有產品的長壽命提出了最高要求。

太陽翼作為艙外產品，要面對的空間環境極其惡劣，除了需要經歷88000次±100℃的高低溫循環外，還要經受低軌環境中原子氧、等離子體、紫外輻照、電離輻照等多種空間環境的考驗。

為了使太陽電池翼具有良好的空間環境適應性，八院805所柔性太陽電池翼研制團隊，開展了3年多的方案論證和比較工作，集合了國內相關行業的頂級專家，總結出5項影響太陽翼長壽命的關鍵攻關項目，并經過大量的地面模擬長壽命測試。

比如，太陽翼上的張緊機構，是一套恒力彈簧繩索系統，通過它的不斷伸縮，才能保證太陽翼在高低溫環境下的足夠剛度以及姿態控制。張緊機構的壽命試驗要求是88000次，但為了確保它在10年的在軌工況中“張弛有度，收放自如”且“萬無一失”，團隊歷經多年攻關，地面完成了40萬次熱真空疲勞壽命試驗、100萬次常溫常壓壽命試驗，充分驗證了產品的高可靠、長壽命。