国际空间站电力系统寿命将至

　　简介：宇航员们为国际空间站更换太阳能组件阵列做准备。
　　2021年2月28日，美国国家航天航空局宇航员凯特·鲁宾斯（右上着红色条纹） 和维克多· 格洛弗在国际空间站第六端口桁架式太阳能电池板的桅杆罐底部工作，为今年晚些时候将要装配的新太阳能电池板安装支架。（图片来源：美国国家航空航天局电视台）
　　两名太空行走宇航员于星期日（2月28日）为国际空间站（ISS）准备新的太阳能电池板，轨道实验室重大电力升级工程在宇航员们同顽固的螺栓展开＂搏斗＂的背景下拉开序幕。
　　远征64号的飞行工程师凯特·鲁宾斯和维克多·格洛弗都是美国国家航空航天局的宇航员，他们在空间站外为安装新的太阳能电池板改装套件，进行了7个多小时的太空行走工作作业。他们在空间站的左舷边缘作业，在现有太阳能机翼锐利边缘底部的2个桅杆罐上安装一个悬臂和支撑杆，但只安装了其中一组设备，第二组设备是储备到日后使用的。
　　美国国家航空航天局官员在最新消息中说：＂他们完成了位于上部的支撑硬件的建造，并将其固定在空间站的外部结构上，直到3月5日星期五的下一次太空行走为止，工作才能彻底完成。＂
　　国际空间站最早期的部分是在1998年被送入轨道的，因此迫切需要更换新的太阳能电池板。美国国家航空航天局说， 最古老的一组电池板自2000年12月被送入太空以来以来一直在连续运行，尽管它们的推荐服务寿命为15年，但仍然运行良好。（其他几组分别于2006年9月、2007年6月和2009年3月被送入太空）但后来这几批太阳能电池板的发电量不如最早先的那批，因此现在才开始了这一系列太空行走工作作业。
　　1998年和2005年的国际空间站对比图
　　由于太阳能技术的进步，新的太阳能电池板将比之前的体积更小。据美国国家航空航天局称，它们将被铺设在当前的6组太阳能电池板的前面，这样新的设备就可以使用已有电池板的基础设施。波音公司（空间站设备的主要承包商）将在其子公司德国斯派克光谱仪和一家主要供应商——DSS（部署空间系统）公司的帮助下，共同供应这些太阳能电池板。
　　2021年2月28日，美国国家航空航天局宇航员凯特·鲁宾斯（前景着红色条纹）和维克多·格洛弗在国际空间站6号端口桁架式太阳能电池板的桅杆罐底部工作，为今年晚些时候将要装配的新太阳能电池板安装支架。
　　太空行走者的目标是使用一个太阳能电池板改装套件和一些工具在空间站的4B和2B位置上安装新的阵列支撑结构，这些工具被装在一个长约8英尺（2.5米）、宽度和深度约1英尺（0.3米）的巨大袋子里。鲁宾斯和格洛弗用一种特殊的＂弹弓＂装置，在远离国际空间站核心的地方使用乘员安全绳，将用于工作的套件和太阳能电池板支柱拖向空间站的右边缘。
　　太空行走指挥官阿特·托马森（Art Thomason）在周三（2月24日）举行的新闻发布会上说：＂不幸的是，这个改装套件非常大，以目前的尺寸，它出不了门。＂所以我们必须把它分成几块，就像组装家具一样。＂
　　托马森指出，该设备的质量约为330磅（150公斤），工作人员在把所有东西带到空间站的远边缘时需要小心谨慎，因为空间站的远边缘即为太阳能电池板的所在地。
　　＂即使我们在太空中没有重力，但是我们仍然有惯性和质量。船员们都知道要小心应对，＂他说，＂当他们在那里转移、搬运的时候，他们会格外小心，以确保在转弯的时候，物品保持平稳，他们会帮助引导袋子的移动方向，因为这比他们以前运送过的东西都更加巨大。＂
　　托马森说，工作人员希望在太阳能电池板附近的两个工地区安装两套支柱。每个工作区，在安装一个左支柱、一个右支柱和一个中支柱之前，他们都要就地使用一个便携式束缚脚装置和系拴锚。宇航员们计划在每根支柱上安装隔热毯，鲁宾斯的宇航服上还携带了一台新的高清摄像机，这台高清摄像机可以为宇航员提供更清晰的视野，这是美国首次为太空行走者安装此设备。
　　然而，在实操中，由于第一个支柱上的一个螺栓起初没有完全啮合，导致格洛弗和鲁宾斯号的工作进度落后于计划进度。
　　美国航天局官员在一则更新的报道中说：＂在第一次尝试时，其中一个螺栓没有完全啮合，所以鲁宾斯用电钻将其拔出并重新安装，然后用棘轮扳手拧紧螺栓，实现了安全配置。＂在安装一个新的太阳能电池板之前，螺栓可能需要进一步固定，该电池板将于今年晚些时候在太空探索技术公司（埃隆·马斯克创立的SpaceX公司）的第22次商业补给服务任务中运送到空间站。＂
　　宇航员们随后设法组装了第二组电池板阵列的上部支架，然后将其固定在他们的工作区，以便在3月5日进行的太空行走中安装。
　　鲁宾斯和日本宇航员野口聪一将在空间站外面进行下一次短途冒险之旅，预计这次短途旅行将在今天太空行走中完成这项工作的开始部分。它将包括一系列维护任务：排放氨气，拆卸和更换无线视频收发器组件，并在探索号气闸的隔热罩上安装一个＂加强件＂，以防止在太空行走期间（当空间站的一些残余空气逃逸到太空中时）隔热罩爆裂，鲁宾斯将负责EV 1和野口聪一将负责EV 2。
　　最近的国际空间站
　　美国宇航局在一份声明中提到，随着时间的推移，太阳能电池板会自然老化，新的电池板将使空间站当前的功率水平提高20%至30%，这将使国际空间站恢复到几十年前轨道实验室首次建造时的水平。（电池也是空间站功率的一个因素，特别是在蓄电量方面；太空行走人员花了大约四年时间将旧电池升级到更新更高效的版本，终于在一月份完成了这项工作。）
　　八个太阳能电池板现在提供大约160千瓦的电力；其中一半储存供空间站运行到轨道黑暗时使用（空间站每天大约运行到黑暗轨道15次）。美国航天局说，新的太阳能电池板一经代替旧的太阳能电池板，考虑到空间站是在阳光下还是在黑暗中等因素，功率最高可以提升到215千瓦。
　　美国航天局在声明中还说：＂在2021年开始的三次再补给任务中，当第二对现有的电池板达到其设计寿命的第15年时，这些新的太阳能电池板将在龙飞船（ SpaceX Dragon ）的无压后备箱中成对运送到国际空间站。＂每组太阳能电池板的安装都需要两次太空行走来完成：一次是在工作区域准备改装套件，另一次是安装新的太阳能电池板。＂
　　太阳能电池板4B有着有趣的历史。早在2007年，空间站和航天飞机上的宇航员在部署新交付的电池板阵列时，就注意到一处撕裂。他们停止了部署工作，并向位于休斯顿的美国宇航局任务控制中心咨询解决方案。
　　宇航员斯科特－帕拉津斯基在太空行走作业
　　结果是一次史诗般的太空行走——修复过程仅用了几天就完成了——宇航员斯科特－帕拉津斯基在加拿大2号机械臂和一个用于维修的延长件上进行太空行走。帕拉津斯基处于运行轨道上在轨使用修复工具，小心地将全动力电池阵列的裂缝缝合在一起。那个11月份，在帕拉津斯基、他的同组船员和地面控制人员共同努力下，受损的电池板阵列才得以完成部署。修复部分今天仍在使用。
　　BY: Elizabeth Howell
　　FY: 静守蔡徐坤
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