卫星进入轨道后，通过地面控制系统向卫星发出展开太阳能电池阵帆板的指令，卫星接收到指令后展开太阳能电池阵帆板。

太阳能电池阵帆板的展开机构有多种，原理各不相同。比较常见的，有一种是用电动机提供动力的有源展开机构，电动机靠蓄电池供电；还有一种是靠弹簧作用的无源展开机构，弹簧安装在帆板上，在地面将帆板用塑料带扎紧，展开时通过加热电阻丝将塑料带烧断，帆板就在弹簧作用下展开。

谷神星一号运载火箭成功发射，目前我国在航天领域的实力如何？

科技 日报记者 李丽云 通讯员 兰鑫 刘立武

未来下一代大型或超大型空间结构对能源系统提出了极高的要求，柔性太阳能电池作为太阳能电池发展的新趋势之一，具有质量轻、柔韧性好、收纳比高等优点，但在航天应用过程中存在收拢锁紧、驱动展开和展开后刚度较低等难题。

在杜善义院士、韩杰才院士带领下，哈工大复合材料与结构研究所于20世纪90年代初就在国内较早确立了智能材料与结构的研究方向。在其“理工结合，服务航天”发展理念的指导下，冷劲松教授课题组从事智能材料结构力学及其在航天、航空、生物医学等领域的研究。2006年开始，课题组启动开展形状记忆聚合物及其复合材料结构的研究，自主研发了适用于航天环境的多种类、不同系列的形状记忆聚合物材料，这些材料能满足高低轨道等不同极端空间环境的需求。

与形状记忆合金(Shape Memory Alloy)不同，形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer)是一种激励响应的非金属高分子材料，具有主动可控大变形(20%-500%)、驱动方式多样、刚度可变等特性，可被设计成集驱动与承载功能一体化的部件，结构简单，可靠性高，未来有望部分替代复杂的机电驱动系统。

本次搭载的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”，主要包括哈工大研制的形状记忆复合材料锁紧释放机构、形状记忆聚合物复合材料可展开梁和上海空间电源研究所研制的柔性太阳能薄膜电池。基于复合材料力学理论和结构精细化设计，本次搭载的可展开柔性太阳能电池系统，通过形状记忆聚合物复合材料结构实现了锁紧、释放和结构展开的功能，没有采用传统的火工分离装置、铰链及电机驱动等方法，结构简单，解锁和展开过程几乎无冲击，展开时间和过程可控，展开后结构的基频和刚度都较高。

在中国空间技术研究院通信卫星事业部的大力支持和帮助下，本次哈工大科研团队在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池系统的在轨可控展开验证，是该团队继2016年在国际上首次实现地球同步轨道环境下形状记忆聚合物复合材料的在轨验证之后，再次创造的一个“国际首次”记录，两次“国际首次”在轨任务的成功，标志着我国智能材料及其航天器结构的研究处于国际前列。在前期技术积累基础上，基于形状记忆聚合物复合材料的智能结构，还将应用于我国首次火星探测任务—“天问一号”。

未来，相关技术也有望应用于深空探测、空间站、探月工程、卫星等不同航天器平台中的空间可展开结构、锁紧释放机构及柔性太阳能电池系统，在航天、航空、 汽车 、高端装备、智能制造、机器人及生物医疗等领域也具有广泛的应用前景。

(文中图片由受访者提供)

首先我国航天领域具有专业级图像质量、高敏捷机动性、丰富的成像模式和高度集成的电子系统等技术特点。该卫星在农业遥感、生态环境监测、灾害应急响应、黄河生态监测、乡村振兴战略实施、森林火灾预警、态势感知等应用领域具有较强优势。这是我国民营企业自主研制的具有国际先进水平的低轨宽带卫星。该卫星可为用户提供宽带通信服务，入轨后将进行相关技术和业务验证。

其次卫星上提供能源、实现通讯观测和遥测功能的各种设备的展开机构和伺服机构都使用了稀土永磁电机来作为驱动。比如，我国的风云三号气象卫星，它的太阳能电池阵展开机构使用的就是钐钴永磁有刷直流电动机；风云二号气象卫星的太阳光源测试伺服系统使用的是稀土永磁电机，实现了其超强的控制精度。

再者是航天的技术人才培养与研发体制最为强大。人才和研发体制是决定中美航空航天领域竞争力的基础因素。从人才培养机构的实力来看，中国顶尖高校仅达到第二、三梯队的水准。在工程类学科上，中国高校则拥有一定优势。不过在资金投入和专业技术人员数量方面也很不错。

要知道火箭直径1.4米，全长约20米，起飞重量约33吨，500公里太阳同步轨道最大载重300公斤。控制、分布式轨道姿态控制动力系统、3D打印轨道姿态控制引擎、垂直自对准等创新设计是目前商用发射市场上最具性价比和竞争力的轻型运载火箭。中国虽然迅速缩小与美差距，但是核心专利有限，市场转化率不高，并且在民航客机发动机等关键领域仍依赖进口。

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