设计应用

卫星卷绕式柔性太阳电池阵关键技术研究

作者:张 伟,兰志成,吴致丞
发布日期:2022-06-09
来源:2022年电子技术应用第6期

0 引言

    随着航天任务的逐渐增多,低轨卫星网络快速发展。卫星通信将在6G通信中承担重要角色[1-4],并发挥重要作用,通过卫星通信与地面网络的融合,达到全球全域的移动网络覆盖目标,需要发射大批量的卫星星座来实现天基的6G通信。

    整星负载的提高对太阳翼功率的需求越来越大,同时要求太阳翼具有更轻的质量、更小的体积以适应低轨卫星大批量发射部署的任务特点。虽然传统刚性/半刚性太阳阵仍是目前应用最为广泛的形式,但是其体积重量会随着航天器载荷所需功率的增加也成正比地快速增长,较难满足未来星座建设“一箭多星”对于卫星太阳阵高质量比功率及体积比功率需求[5]。针对未来大功率航天器发展需求,轻量化的柔性太阳电池阵具有较大优势。

    按照展开方式,空间柔性太阳电池阵可以大体分为3种,分别为:手风琴式、扇形式以及卷绕式[6],均采用柔性薄膜材料作为太阳阵基板。手风琴式以“Z”形折叠的方式收拢,典型型号有国际空间站以及洛克希德·马丁公司的LM2100卫星平台太阳阵。扇形展开式太阳阵展开后类似于古代的圆形折扇,太阳阵由多个三角形太阳电池毯组成,组合在一起后形成一个接近于圆形的多边形。扇形太阳电池阵已经在毅力号火星车、猎户座、露西号等多个卫星和航天器应用。相比于手风琴式和扇形展开式,卷绕式收拢式太阳阵(Roll-out Solar Array,ROSA)可利用薄壁伸展杆储存的应变能实现在轨展开,从而无需铰链、展开驱动机构,并且收拢体积较小,是未来太阳电池阵的重要发展方向。




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作者信息:

张  伟,兰志成,吴致丞

(中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384)





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