Недавно исследовательская группа под руководством профессора Е Тао из Школы электромеханической инженерии успешно разработала систему питания на фотоэлектрических чипах с высокой плотностью энергии и мощности, которая была запущена в космос на борту спутника “Xingjiyuan-1” ракетой-носителем Lijian-1 Y7 из Центра запуска спутников Цзюцюань. Это достижение представляет собой крупный прорыв в технологии энергоснабжения космических аппаратов и обеспечивает критически важную поддержку для следующего поколения спутниковых приложений.

Спутник “Синьцзяюань-1” представляет собой многофункциональную платформу наблюдения Земли нового поколения, оснащенную инновационной энергетической системой на фотоэлектрических чипах, модулем космической ситуационной осведомленности и многоспектральной полезной нагрузкой дистанционного зондирования. Его задача - обеспечить поддержку дистанционного зондирования для различных секторов, таких как управление электросетями, охрана границ, мониторинг окружающей среды, интеллектуальное сельское и лесное хозяйство. Текущие данные о спуске подтверждают, что все бортовые модули работают без сбоев и полностью отвечают разработанным техническим требованиям.

В ходе разработки системы исследовательская группа решила давние проблемы традиционных фотоэлектрических систем космических аппаратов, включая низкую степень интеграции, большой вес, низкую плотность энергии и мощности, а также ограниченный интеллект. Они представили новую техническую архитектуру, включающую регулирование заряда/разряда с длительным сроком службы, высокоэффективное управление согласованием двух источников/нагрузки, интегрированную связь и управление энергией, а также передовую 3D-интеграцию в один кристалл. Такой подход привел к успешному созданию высокоплотной 3D-интегрированной системы фотоэлектрических чипов. По сравнению с традиционными решениями, новая система значительно снижает вес энергетической подсистемы космического аппарата, повышает энергоэффективность и преодолевает ключевые технические узкие места, такие как субмикронное 3D-соединение на уровне пластин, точное регулирование напряжения в цепи Boost и интеграция фотоэлектрических элементов на кристалле. Кроме того, она обеспечивает стабильное электропитание оптической полезной нагрузки для формирования изображений во время работы на орбите.

Подтвержденная как организациями-пользователями, так и сторонними организациями, система признана лидирующей в мире по таким показателям, как плотность энергии, удельная мощность, срок службы и возможности интеллектуального управления. Успешная демонстрация на орбите не только подтверждает осуществимость и технологическое превосходство системы, но и обеспечивает надежную энергетическую поддержку космических аппаратов наблюдения Земли нового поколения на протяжении всего жизненного цикла.

Эта веха знаменует собой значительный скачок в китайской технологии космической фотоэлектрической энергетики. Внедрение 3D-интегрированной системы питания на чипе открывает путь к созданию более умных, долговечных и масштабируемых космических аппаратов, обеспечивая надежную основу для будущих высокопроизводительных спутниковых миссий и промышленных приложений.