في الآونة الأخيرة، نجح فريق بحثي بقيادة البروفيسور يي تاو في كلية الهندسة الكهروميكانيكية في تطوير نظام إمداد طاقة رقاقة ضوئية عالية الطاقة وكثافة الطاقة، تم نشره في الفضاء على متن القمر الصناعي “شينغجيوان-1” الذي أطلقه الصاروخ الحامل "ليجيان-1 Y7" في مركز جيوكوان لإطلاق الأقمار الصناعية. يمثل هذا الإنجاز طفرة كبيرة في تكنولوجيا طاقة المركبات الفضائية ويوفر دعماً حاسماً للجيل القادم من تطبيقات الأقمار الصناعية.

يعمل الساتل “Xingjiyuan-1” كمنصة متعددة الوظائف من الجيل الجديد لرصد الأرض، ويحمل نظام طاقة مبتكر من الرقائق الكهروضوئية، ووحدة توعية بالأوضاع الفضائية، وحمولات متعددة الأطياف للاستشعار عن بعد. وتتمثل مهمتها في تقديم دعم الاستشعار عن بُعد لقطاعات متنوعة مثل إدارة شبكة الكهرباء، وأمن الحدود، والرصد البيئي، والزراعة الذكية، والغابات. وتؤكد بيانات الوصلة الهابطة الحالية أن جميع الوحدات الموجودة على متن المركبة تعمل بسلاسة وتفي تماماً بالمتطلبات التقنية المصممة.

وأثناء تطوير النظام، عالج فريق البحث التحديات التي طال أمدها في الأنظمة الكهروضوئية التقليدية للمركبات الفضائية، بما في ذلك التكامل المنخفض والوزن الثقيل وانخفاض كثافة الطاقة والطاقة ومحدودية الذكاء. وقد قدموا بنية تقنية جديدة تتميز بتنظيم الشحن/التفريغ طويل الأمد، والتحكم في مطابقة المصدر/الحمل المزدوج عالي الكفاءة، والاتصالات المتكاملة وإدارة الطاقة، والتكامل ثلاثي الأبعاد المتقدم أحادي الشريحة. وقد أدى هذا النهج إلى النجاح في إنشاء نظام رقاقة ضوئية متكاملة ثلاثية الأبعاد عالية الكثافة. ومقارنة بالحلول التقليدية، يقلل النظام الجديد بشكل كبير من وزن النظام الفرعي لطاقة المركبة الفضائية ويعزز كفاءة الطاقة ويتغلب على العوائق التقنية الرئيسية مثل الربط البيني ثلاثي الأبعاد على مستوى الرقاقة دون الميكرون والتنظيم الدقيق لجهد دائرة التعزيز والتكامل الكهروضوئي على الرقاقة. علاوة على ذلك، فإنه يضمن إمدادات طاقة مستقرة لحمولات التصوير الضوئي أثناء التشغيل في المدار.

وقد تم التحقق من صلاحيته من قبل كل من منظمات المستخدمين والسلطات الخارجية، وقد تم الاعتراف بالنظام على أنه يحقق مستويات رائدة دوليًا في كثافة الطاقة وكثافة الطاقة وعمر الخدمة وقدرات التحكم الذكي. ولا يؤكد العرض التجريبي الناجح في المدار على جدوى النظام وتفوقه التكنولوجي فحسب، بل يوفر أيضًا دعمًا موثوقًا للطاقة طوال دورة الحياة للجيل الجديد من المركبات الفضائية لرصد الأرض.

يمثل هذا الإنجاز قفزة كبيرة في تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية الفضائية في الصين. ويمهّد نشر نظام الإمداد بالطاقة المتكامل ثلاثي الأبعاد بالطاقة الكهربائية الطريق لمركبات فضائية أكثر ذكاءً وأطول عمراً وأكثر قابلية للتطوير، مما يوفر أساساً قوياً لبعثات الأقمار الصناعية عالية الأداء والتطبيقات الصناعية في المستقبل.