北京日报客户端 | 记者 刘苏雅 通讯员 缪新培 程雷 胡芳芳
7月24日，问天实验舱顺利发射升空，中国人的太空之家建设再次迈出关键一步。对于承担“太空电站”研制任务的中国航天科技集团八院811所的研制团队来说，让航天员在太空实现用电自由，是他们的奋斗目标。
建成后的中国空间站，就像一座三室两厅还带储藏间的“豪宅”。“三室”指一个核心舱和两个实验舱，“两厅”则是指神舟载人飞船和天舟货运飞船。问天实验舱的加入，将拓展航天员在轨的工作和生活空间，它配置了与天和核心舱一样的航天员生活设施，增加了一个小型机械臂及多种科学研究设备，并将经历6名中国航天员在太空会师这一历史性时刻。
太空之家的扩建，需要配套更强大的能源系统。在空间站建造过程中，相继会经历一字构型、L型构型和T型构型。每一个阶段，因为新成员的加入，或空间站组合体变轨、姿态调整等一系列飞行事件的发生，都会给神舟飞船、货运飞船，甚至是天和核心舱带来不同程度的遮挡。采光条件不好，会直接影响到太阳帆板的发电能力。问天实验舱庞大的身躯，也将给空间站其他成员带来更大的遮挡。
不过，研制团队早已考虑到这一问题。空间站各“房屋”之间的能源可以互通。为满足空间站工程不同阶段的能源需求，实验舱、核心舱、神舟飞船、货运飞船组成了太空“供电联盟”，通过灵活的并网供电，确保整个空间站系统的正常能源供给。而“问天”这个集多种优势于一身的“大块头”，将在与核心舱成功对接后，与将来的梦天实验舱一起，肩负起中国空间站主要能量来源的使命。
问天实验舱使用了与核心舱同款的大面积可展收柔性太阳电池帆板，单翼供电能力为核心舱的2倍之多，最大可达9千瓦。同时对锂离子蓄电池数量进行了扩充，对供电能力进行了扩容，让中国空间站实现了能源自由。
在漫长的太空之旅中，如何让问天实验舱的太阳帆板始终保持最佳工作状态？研制团队在国内首次采用双自由度的对日定向机构，让两个柔性太阳帆板始终以“向日葵”的姿势朝向太阳。无论春夏还是秋冬，不受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响，总能获取到最大的能量。
交会对接过程中，问天实验舱、天和核心舱两个数十吨级的航天器，以约7.9km/s的速度运动，必须精准地控制它们的位置、速度、姿态才能保证可靠的对接，稍有偏差航天器就会发生碰撞。如果太阳帆板完全展开，这对长且柔的“大翅膀”的微小抖动，都会导致实验舱的速度、相对位置和飞行姿态的控制精度严重下降，控制难度指数级增加。因此，八院设计团队突破了“二次展开”的关键技术，问天实验舱入轨后，太阳帆板先进行一次展开，满足交会对接时基本的能量需求；交会对接完成后，再二次展开。
整个展开过程，数节伸展机构依次向外推出，带动太阳翼向外展开，像是一架被缓缓拉开的手风琴。为了实现安全可靠且一次性成功展开，研制团队经过多次方案论证，在地面进行了大量的高低温、载荷拉偏试验，从而确保伸展机构在太空中也具备可重复展收、一气呵成的高可靠性；同时，伸展机构所具备的高刚度、高强度的特点，完全可以支撑柔性翼在飞行过程中始终保持稳定姿态，自由翱翔。