货运 天地运输，稳定可靠！详解“天舟二号”的过人之处( 三 )
电源分系统是货运飞船翱翔宇宙的“动力源泉”，太阳电池翼暴露在舱外，蓄电池隐藏在舱体内，两部分配合为整船供电。
中国航天科技集团有限公司八院承担天舟二号货运飞船电源分系统研制任务，八院试验队电源分系统主任设计师王振绪介绍：“‘天舟二号’太阳电池翼主要有两个功能，发电满足整艘货船的供电要求，同时给蓄电池充电。”
当货运飞船逐渐进入阴影区域，太阳电池翼无法接收阳光，货运飞船上的3组锂离子蓄电池开始为整船供电，直到太阳电池翼进入阳光照射范围供电、充电，电源系统进入下一次循环。
“实际情况更复杂，‘天舟二号’与空间站核心舱对接后，可能会被核心舱遮挡。”王振绪介绍，太阳电池翼会经历多次“进影”和“出影”，如果长时间充放电不均衡，电池寿命会减损，甚至没办法工作。
据科研人员测算，空间站在近地轨道绕地球一圈需要91分钟，其中能接收光线照射的时长约为54分钟，太阳电池翼每天要经历约16次明暗交替循环。“我们对产品有信心。”王振绪介绍，货运飞船太阳电池翼技术成熟度高，产品散热性能好，能抵御高低温的循环冲击；锂离子蓄电池与核心舱采用相同方案，经过至少10000次地面循环验证，能支撑货运飞船全寿命周期使用。
“我们优化了太阳电池翼的布局和蓄电池的充电控制策略，能适应空间站建设中复杂的遮挡工况。”王振绪说。
“如果太空垃圾击中太阳电池翼怎么办？”采访人员追问。
“首先击中概率小，其次即使被小的太空碎片击中，太阳电池翼的单个电池板是独立运行的，对整个电源分系统供电影响较小。”王振绪说，团队有充分的信心迎接挑战。
33次撞击，从8吨到180吨
“两个航天器在太空要连在一起，主要依靠对接机构。”八院对接机构分系统副主任设计师丁立超介绍，捕获、缓冲、刚性连接……对接机构完成一系列规定动作后，互相独立的航天器才能连成一体，共同组成复杂的中国空间站。
空间站建设就像搭积木一样，货运飞船、载人飞船、实验舱都要与核心舱对接，积木越垒越多，质量不断叠加。丁立超解释：“吨位越大，撞击能量越大，对接机构要消耗的能量越大。”
“天舟一号”与“天宫二号”对接是13吨对8吨，首次在太空开展相关技术验证；本次任务中，“天舟二号”要与22吨的空间站核心舱对接，后续还要和总重超过30吨的航天器组合体对接。
“天舟二号”做了一些适应性改变，丁立超介绍：“所有改进都要适应核心舱。”
除了完成运输物资主线任务，“天舟二号”还承担了多条支线任务，其中需要完成4次对接动作，为空间站后续建设做技术验证。
货运飞船入轨后，按计划8个多小时即可自主完成与核心舱的交会对接；航天员进入核心舱后，要手控遥操作，在核心舱内控制货运飞船完成对接动作；货运飞船从后向对接核心舱后，还要调头绕飞到前向，完成后续动作，并配合核心舱机械臂进行转位试验。
“每多对接一次，风险就增加一次。”丁立超认为，这也是货运飞船的使命，要为其他航天器升空做先期验证。
“我们在实验室完成了33次捕获缓冲试验。”八院805所对接机构分系统主任设计师邱华勇介绍，8吨、22吨、74吨、180吨，产品对接能力稳步通过地面验证。
“之前交会对接环节很多依靠地面干预。”于磊介绍，天舟一号货运飞船完成交会对接动作主要依赖地面测控，“比如货运飞船发动机开机，开机时长、开机点位都要靠地面指令，测控人员压力很大。”
在硬件条件不变的前提下，快速交互对接系统提前安排好入轨后的动作时序，节省指令在天地间传达的时间，也免去地面临时注入程序的流程，货运飞船可及时找准与空间站核心舱交会的切入点，于磊说：“交会对接的速度更快了。”
最直观的是，软件性能提升后，交会对接阶段地面飞控人员能从高度紧张的状态中解放出来，于磊说：“希望能让飞控人员发挥所长，完成更有挑战性、创新性的工作。”
承重、防晒，给发动机撑起“遮阳伞”
天舟货运飞船可以简单分为货物舱与推进舱，货物舱主要负责上行货包，推进舱为飞船提供动力、为核心舱补加燃料。
天舟二号货运飞船推进舱有8个400升金属膜片贮箱，其中4个装燃烧剂、4个装氧化剂，推进剂满载重量3.5吨左右。天舟一号货运飞船任务就已成功对在轨推进剂补加技术进行了验证，天舟二号货运飞船在此基础上，将在轨验证空间站核心舱前向推进剂补加技术。
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