“天和”核心舱升空 揭秘太空照明黑科技

2021-04-30 照明小编 www.gdzrlj.com
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  4月29日,长征五号B火箭在文昌航天发射场点火升空,将中国空间站天和核心舱送入太空。中国空间站在轨组装建造全面展开。

“天和”核心舱升空 揭秘太空照明黑科技

  中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。天和核心舱是空间站发射入轨的首个舱段,也是目前我国自主研制的规模最大、系统最复杂的航天器,起飞质量22.5吨。这个庞然大物配备了高大上的硬、软件,也包括相关的照明设备和系统。那么,与照明相关的航天器黑科技都有哪些?

  一、情景照明

  从以往的资料来看,中国的太空照明设备主要是由中国航天科技集团有限公司五院510所研制,太空照明设备不仅承担起了航天员舱内工作、生活照明等保障工作,还承担起了飞船交会对接辅助照明,航天员出舱活动环境照明等重任。

“天和”核心舱升空 揭秘太空照明黑科技

  太空照明设备不同于我们日常的照明灯,它是集抗空间辐照总剂量、抗空间紫外辐照、抗低轨原子氧腐蚀等技术于一身的特殊照明设备。其中舱内照明设备的低功耗、长寿命,无眩光,暖色调泛光照明等特点,可大幅提升航天员在轨驻留期间的舒适度。

  舱外大功率照明设备交会对接灯不仅为航天员照亮了交会对接目标,也为地球上的观众们能够亲眼见证激动人心的时刻提供了美轮美奂的光影效果。交会对接主要是采用大功率LED作为聚光照明光源。

  根据相关报道显示,核心舱首次加入了可由手机APP控制的舱内情景照明。从此前载人飞船试验船透露的信息中可以看到,舱内照明设备实现了完全无眩光,情景模式可调等性能指标,宇航员可以自由切换工作模式、就餐模式、睡眠模式,以满足不同状态下的需求,从而让航天员在飞行任务中工作效率进一步提高。

  二、窗口照明玻璃

“天和”核心舱升空 揭秘太空照明黑科技
中国成功研制的空间站窗口照明玻璃

  应用在空间站照明系统的窗口照明玻璃,由河北省秦皇岛某公司研制,该产品具有透过率强、耐高低温冲击、抗紫外线强的特点,能实现了航天用玻璃温控系统、能源系统、照明系统的全覆盖。

  同时,空间抗辐照玻璃产品也是覆盖在航天器太阳能电池板表面的一层玻璃铠甲,在保护电池板不受太空有害离子辐射的同时,还要进一步增加吸光率和透过率,保障航天器的长时间供电。此外,抗辐照玻璃盖片还用于卫星温控系统的二次表面镜,平衡卫星内部结构温度,确保卫星正常运行。

  空间抗辐照玻璃产品已成功应用于神舟五号至神舟十号系列飞船、“天宫一号”目标飞行器和“嫦娥一号”至“嫦娥三号”探月卫星等航天器上。

  三、太空电源

  天和核心舱的设计寿命为10年,如何保证核心舱顺利工作10年甚至更长时间?电源分系统作为关键技术之一,充当着未来中国空间站太空电站的作用。

“天和”核心舱升空 揭秘太空照明黑科技

  据相关报道介绍,核心舱柔性太阳翼集合了大面积轻量化、重复展收高可靠、低轨10年在轨长寿命、刚柔并济高承载等四大全新技术,将为天和核心舱提供充足电源。

  天和核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼,双翼展开面积可达134平方米,这是中国首次采用柔性太阳翼作为航天器的能量来源。

  与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比,柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高,单翼即可为空间站提供9KW(千瓦)的电能,在满足舱内所有设备正常运转的同时,也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。比起传统的刚性、半刚性太阳翼,柔性翼全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳翼的1/15。

  四、植物照明技术

  作为长期有人照料的太空实验室,空间站可以支持开展大规模、多学科交叉的空间科学实验,将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等类别相关的科学研究实验设施。在太空环境下种植植物是一个重要的研究项目。

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  在完全没有太阳光的情况下,需要完全使用人工光源系统满足所有这些植物的生长所需,且严格限制能耗、放热,对灯具的光质、光强、光均匀度、寿命,以及防水等级和安全等级要求也非常高,还要求可长期连续不间断工作,可智能控制和手动控制自由切换。目前,只有LED照明有可能解决上述问题。

  此前由北京航空航天大学开展的“月宫一号”植物舱II的地面模拟太空生存系统的植物生长光源工程,首创了4通道独立调控且峰值波长的组合符合植物光合作用吸收响应曲线,首次实现了在一个植物照明灯具(系统)上可以根据不同的作物的光合作用特征,在光质、光周期以及光量子通量密度上进行自由调控,为不同作物的光配方的研宄工作建立了系统基础。

  五、模拟太阳照明系统

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  国际空间站俄罗斯“黎明”号舱体中目前安装了可模仿地球上从日出到日落光照效果新的照明器。该照明系统可用于解决宇航员在国际空间站及长时间太空飞行时可能出现的生理节律失调问题。

  这些可变光照明器可复制一昼夜内的光照动态。从早晨到中午的光照变化与地球一样,亮度与光照逐渐增强,颜色也从红橙色向白蓝色变化,而下午则相反。

来源:中国照明网