2021年6月17日9時(shí)22分，神舟十二號(hào)載人飛船在長(zhǎng)征2F運(yùn)載火箭的托舉下，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員送入太空，前往空間站天和核心艙，開(kāi)啟為期3個(gè)月的“宇宙出差”任務(wù)。那么，今天我們來(lái)說(shuō)一下，在這個(gè)“無(wú)電不可”的時(shí)代，神舟十二號(hào)是如何保證自己“電力十足”的。
出門(mén)在外，電從哪里來(lái)？
一般來(lái)說(shuō)，載人飛船可以采用太陽(yáng)能發(fā)電、核能發(fā)電、燃料電池和蓄電池等方式供電。但是采用哪一種供電方式，要根據(jù)載人航天器的用電功率大小、在太空停留時(shí)間的長(zhǎng)短等因素來(lái)決定。
舉個(gè)例子，在這次“出差”過(guò)程中，我們的“神舟十二號(hào)”采用的就是太陽(yáng)能電池翼和儲(chǔ)能電池構(gòu)成。這樣在光照區(qū)，太陽(yáng)電池翼將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，供整艙使用。可即便是這樣，在長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月的“出差”時(shí)間里，神舟十二號(hào)還是有19天的太陽(yáng)能電池翼被遮擋、自身不能發(fā)電。
原來(lái)，太空上也有了“大電網(wǎng)”
神舟十二號(hào)載人飛船在太空中飛行時(shí)，累計(jì)會(huì)有約19天不能被太陽(yáng)直射到，所以有19天的大面積遮擋周期。但是，在這樣不能自身發(fā)電的日子里，它依然不必為電煩惱。
因?yàn)?，它可以接受?lái)自天和核心艙的并網(wǎng)供電。而且，并網(wǎng)供電的源頭很多，可以來(lái)自核心艙，可以來(lái)自貨運(yùn)飛船，也可以來(lái)自實(shí)驗(yàn)艙，具體根據(jù)飛船的能量平衡情況按需并網(wǎng)，傳承了我們中華兒女互幫互助的傳統(tǒng)美德。
用電居然還有“快充”模式
就這樣，中國(guó)空間站家族成員們組成了和諧靈活的“供電大聯(lián)盟”。 為了確保航天員的安全，神舟十二號(hào)載人飛船采用低壓電源系統(tǒng)，因此作為受電端，它與空間站采用單向并網(wǎng)供電模式，根據(jù)其與核心艙的對(duì)接口位置，電力最大可達(dá)1400瓦。但是，“供電大聯(lián)盟”居然有快充模式，采用高壓電源系統(tǒng)的天和核心艙和天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船可以實(shí)現(xiàn)雙向并網(wǎng)供電；考慮到貨運(yùn)飛船容易受到空間站其他組合體的遮擋，也為了應(yīng)對(duì)未來(lái)空間站可能會(huì)出現(xiàn)的極個(gè)別特殊情況，核心艙可以為貨運(yùn)飛船提供最高2000瓦的電力，貨運(yùn)飛船也能為核心艙提供1000瓦左右的電力。
太空“衣食住行”都用電
隨著夏至的到來(lái)，有沒(méi)有感覺(jué)到需要打開(kāi)一下空調(diào)？那么，太空中的宇航員，他們熱不熱？需不需要開(kāi)空調(diào)呢？
因?yàn)樘諏儆谡婵諣顟B(tài)，所以我們的空間站和飛船都是需要空氣調(diào)節(jié)的，而這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，就需要電力來(lái)發(fā)揮作用。同樣，宇航員們和在地球上一樣，“衣食住行”都離不開(kāi)堅(jiān)強(qiáng)可靠的電力。所以，我們現(xiàn)在有了“供電大聯(lián)盟”就可以為宇航員提供更加舒適的辦公、生活環(huán)境。
下面說(shuō)一下“行”，隨著我國(guó)航空工業(yè)的發(fā)展，我們的“天宮”核心艙還配置了4臺(tái)霍爾電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。這就像為我們的空間站安裝上了電動(dòng)馬達(dá)，悄然間掀起了一場(chǎng)太空動(dòng)力變革，大大降低天宮空間站的燃料消耗。
什么時(shí)候向地球送電？
講到這里，你應(yīng)該不會(huì)再擔(dān)心宇航員們?cè)谔諡殡姲l(fā)愁了吧？而且，據(jù)日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）估算，位于太空中的太陽(yáng)能電池板所接受的太陽(yáng)光強(qiáng)度為地面上的1.4倍。同時(shí)，空間太陽(yáng)能電站可以擺脫晝夜和天氣影響，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電。最關(guān)鍵的是，該電站可以通過(guò)無(wú)線電波直接向有用電需求的地區(qū)供電。
自2008年起，我國(guó)已將空間太陽(yáng)能電站研發(fā)工作納入國(guó)家先期研究規(guī)劃。近年來(lái)，先后提出了平臺(tái)非聚光型、二次對(duì)稱(chēng)聚光型、多旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及球型能量收集陣列等空間太陽(yáng)能電站方案，同時(shí)在無(wú)線能量傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要的進(jìn)步。
所以說(shuō)，暢想一下，未來(lái)我們可以在家里安裝上電磁接收裝置，然后通過(guò)“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”發(fā)出用電申請(qǐng)，使用來(lái)自太空的清潔能源。想一想都覺(jué)得高大上啊，Nice！
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