梦天实验舱成功入轨，中国空间站建造拉开决战序幕。中国载人航天工程的“三步走”战略，即将得到实现。从第一艘神舟飞船开始，朝着“实现中国空间站能源自由”这个终极目标，承担电源分系统研制任务的中国航天科技集团有限公司八院811所不断自主创新、勇攀高峰，“技术上实现了电源系统从低压到高压、太阳电池翼从刚性到半刚性再到柔性、储能电池从镉镍到氢镍再到锂电、发电能力从1千瓦到3千瓦再到30千瓦等的稳步迈进和跨越式发展”，空间站系统副总设计师马季军总结道。在一次次的创新与积累中，电源也形成了具有自身特色的“四步走”战略。

第一步:从零开始，让神舟飞船“上得去”“回得来”

中国载人航天第一步，是发射载人飞船，建成初步配套的试验型载人飞船工程，开展空间应用实验。从无到有，从零起步。在全面吸收国内外研制经验及教训的基础上，电源分系统经过多轮论证和攻关，充分考虑了航天员安全第一、进出影频繁、地影时间长、空间环境恶劣、负载功率变化大等重大问题，确定了5种电源联合供电的飞船电源分系统模式。在集中5 家国内空间电源优势单位，组成当时最先进的“国家队”后，分系统组织开展了大容量储能电池、高效率太阳电池技术攻关及研制，成功填补了当时多项国内空间电源的空白，圆满完成了神舟一号飞行试验。

接下来的神舟二号到神舟四号，电源分系统攻克了主电源与留轨电源并网、扩大发射窗口等关键性技术。2003年， 神舟五号成功发射，中国实现首次载人航天飞行。随着神舟六号和神舟七号的相继发射，中国航天实现了首次多人多天飞行和航天员首次实施空间出舱活动。为了保障任务的成功，分系统在不同类型的电源并网、扩大发射窗口、故障模拟仿真、可靠性安全性设计等领域达到了当时国内空间电源领域的最高水平，实现了让神舟飞船“上得去”“回得来”的目标。

第二步:低压换高压，航天员在太空吃上了热饭热菜

首次交会对接任务的完成，标志着我国成为继美国之后，第二个掌握低轨高压电源系统核心技术的国家，天宫一号低轨高压电源系统技术更是交会对接任务中具有国际先进水平的四大技术之一。

第三步:迭代升级，“太空电站”蓄势待发

空间站和其他航天器相比，不仅是体积和试验设备的增加，更要求为航天员提供一个可以长时间工作的舒适环境。为了让航天员在太空实现“用电自由”，电源分系统再次进行自我革新。

为了解决太阳电池翼面积增大带来的运载火箭装载空间有限的问题，研制团队将核心舱和实验舱的太阳翼升级为柔性太阳电池翼。比起传统的刚性、半刚性太阳翼，柔性翼全部收拢后厚度仅为刚性太阳翼的1/8。为了让柔性翼能提供稳定的最大发电能量，研制团队 又在实验舱上国内首次采用了双自由度的对日定向装置和驱动机构，让实验舱的柔性太阳翼，始终以“向日葵”的姿势朝向太阳，而不受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响。

为了进一步提高太阳翼的供电能力，砷化镓太阳电池光电转换效率则经历了从28%到30%再到 32%的“三步走”升级，其中32%是当下世界上空间型号应用最高效率的太阳电池。而在新一代载人飞船试验船上搭载应用的34%光电转换效率的三结砷化镓太阳电池，则将再次推动我国航天电源系统的迭代升级。

第四步:并网供电，能源自由不再是梦

空间站“建宫大业”进行过程中，相继会经历一字构型、L型构型和T型构型。每一个阶段，因为构型的变化，或空间站组合体变轨、姿态调整等一系列飞行事件的发生，会给空间站一些“成员”带来不同程度的遮挡。实验舱成功对接后，将给空间站其他成员带来更为严重的遮挡。采光条件不好，直接影响到了太阳翼的发电能力。

在研制团队的精心设计下，“太空电站”内成立了一个和谐互助的太空“供电大联盟”。实验舱、核心舱、神舟飞船、货运飞船，所有飞行器之间的能源可以互通。其中，问天和梦天两个实验舱将肩负起中国空间站主要能量来源这一光荣使命，通过灵活的并网供电，确保整个空间站系统的正常能源供给。中国空间站实现能源自由不再是梦。

文/广州日报·新花城记者：肖欢欢 通讯员：缪新培

图/广州日报·新花城记者：肖欢欢 通讯员：缪新培

广州日报·新花城编辑：蔡凌跃