以柔代刚!宜兴造“能量心脏”闪耀太空
4月24日14时35分,在西昌卫星发射中心,长征二号丁运载火箭以“一箭四星”方式,将卫星互联网技术试验卫星成功送入预定轨道。四颗卫星中,一颗凝聚宜兴科技的试验卫星格外引人注目——其展开的太阳翼上,铺设着江苏宜兴德融科技有限公司研制的柔性薄膜砷化镓电池。这是国产新一代高效太阳电池在国家卫星互联网试验任务中的又一次里程碑式在轨应用,更是宜兴前瞻布局商业航天的生动注脚。
商业航天不仅是新质生产力的典型代表,更是大国竞争的战略高地。此次发射的试验卫星,核心使命是验证手机直连卫星、天地网络融合等关键技术,为我国低轨卫星星座建设积累核心数据。技术成熟落地后,沙漠、远洋、深山等人迹罕至之处将不再是“信息孤岛”。而支撑卫星在真空、强辐照、极端温差的太空环境中稳定运行的“能量心脏”,正是卫星搭载的太阳电池阵。电池阵的发电效率、可靠性与轻量化水平,直接决定着卫星的在轨寿命与任务载荷能力。给卫星换装柔性薄膜砷化镓“能量翼”,可大幅提升功重比,从而显著降低发射成本。
位于经开区的德融科技,是我国薄膜砷化镓太阳能电池领域的国家级制造业单项冠军企业。凭借独特的薄膜化技术,其产品与现有刚性砷化镓电池相比,重量减轻约70%,工作寿命提升近50%。“航天领域有句话叫‘一克重量一克金’,给卫星减重1千克,就能节省近10万元的发射成本。这种轻量化带来的成本下降与载荷提升空间,具备颠覆性的产业价值。”公司首席科学家王伟明介绍说,为了这项“轻功”,从2011年起,企业研发团队对上千个工艺参数逐一拆解排查,最终于2014年自主研发出全新的柔性薄膜化技术体系,打破国外长期的技术垄断,又在2018年初具备大规模工业化量产能力,使我国在该技术领域跻身世界一流行列。凭借柔性、超轻量、高转换效率的核心优势,该系列柔性薄膜砷化镓电池逐步获得银河航天等卫星研制方的认可,批量运用于多型卫星平台。
值得关注的是,此次在轨应用,德融科技走出了一条既“新”又“稳”的技术路径——传统折叠式太阳翼电池“换心术”。这一“换心术”与现有卫星平台高度兼容,保留了卫星的传统折叠式展开构造,仅用柔性薄膜砷化镓电池替代传统的刚性电池片。“就像给成熟的卫星平台换上一颗更强劲的‘心脏’,既降低在轨验证的风险门槛,又充分验证了柔性薄膜砷化镓电池的实际性能,是一条更快实现工程落地的路线。”王伟明说。业界专业人士评价称,这种“以柔代刚”的升级路线,让卫星在不颠覆总体设计的前提下,实现了体积和重量的显著优化,为柔性薄膜砷化镓电池大规模使用在商业航天领域蹚出了又一条可复制的路径。
不久前,这颗铺设有柔性薄膜砷化镓电池的卫星互联网技术试验卫星顺利完成总装与全流程环境测试等。4月24日午后,伴随着震彻山谷的“点火”口令,长征二号丁运载火箭托举着四颗卫星拔地而起,直刺苍穹。星箭分离后不久,地面测控站传来遥测数据:太阳翼准时正常展开,电池阵供电稳定,各项参数均符合设计预期。“我们的电池完美经受住了火箭发射的强冲击、强振动考验,顺利通过了太空极端环境的初考。”德融科技相关负责人说,此次在轨验证的成功,为公司产品在国家卫星互联网工程中的规模化应用奠定了坚实基础。未来,德融科技将继续深耕柔性薄膜砷化镓太阳电池核心技术及产品,全力服务国家重大航天工程,赋能商业航天全产业链发展,积极参与全球航天能源领域的技术竞争与合作,助力更多中国卫星搭载上轻量化、高效率的“宜兴造”能量之翼。
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