堆叠式太空能源补给舱结构设计方案

　　该结构针对地外天体驻留任务的能源补给需求设计，采用三层模块化堆叠架构，单模块可独立完成储能、供电、能源转换功能，也可通过层间快锁结构拼接组合，匹配不同规模驻留营地的电力负荷需求。设计阶段优先考虑舱段在着陆器搭载阶段的包络限制，整体外轮廓做切角处理，规避着陆器整流罩内部的凸起干涉区域，层与层之间的连接点位设置在舱体四角的凸台位置，每个凸台内置导向销与电磁锁止机构，对接时可依靠导向销完成粗定位，电磁锁通电后自动完成锁止，无需宇航员出舱执行复杂的紧固操作。

　　舱体朝向外侧的大面铺设高转化率太阳能电池板，单块电池板与舱体框架之间设置15度倾角，避免堆叠状态下上层舱体对下层电池板造成光照遮挡，电池板边缘采用一体化包边结构，可抵御微流星体的高速冲击，降低空间碎片击穿电池板造成供电失效的风险。每个舱段侧面设置独立的运维接口舱门，舱门采用翻板快开结构，内置压力平衡阀，开启前可自动平衡舱内外压差，避免真空环境下舱门因压差过大无法开启，运维人员可通过舱门直接更换内部的储能电池模组、压力调节罐体以及控制ACT组件，无需拆解整个舱段结构。

　　内部空间排布做了严格的重心配平计算，75个CTBS储能单元沿舱体重心环形排布，3个压力罐分置舱体底部三个角点位置，6个储能电池组靠近舱门侧布置，方便快速更换，3个ACT控制组件安装在舱体顶部靠近层间连接器的位置，缩短控制线路的走线长度，降低线路重量占比，6块太阳能电池板的接线端子直接汇总到层间连接器的供电引脚，拼接时可自动完成舱段间的供电线路连通，无需额外布设跨舱线缆。

　　舱体框架采用铝锂合金整体铣削成型，边角位置做圆角过渡处理，避免应力集中造成结构疲劳，外表面喷涂热控涂层，可在-180℃到150℃的空间温度环境下维持舱内温度稳定，保障内部电子元器件的工作环境处于合理区间。底部舱段设置通用对接法兰，可直接匹配着陆器顶部、月球车底盘、营地固定基座的标准接口，安装时仅需对准法兰定位孔，拧入4个紧固螺栓即可完成固定，安装边界预留20mm的操作间隙，方便带航天手套的操作人员完成螺栓紧固作业。

　　设计过程中针对发射阶段的过载工况做了结构仿真验证，层间锁止机构可承受15g的轴向过载，不会在发射升空阶段出现松脱，太阳能电池板与框架的连接点位做了加强处理，可承受火箭起飞阶段的高频振动，不会出现电池板碎裂脱落的问题。每个舱段设置独立的能源管理系统，可实时监测储能单元的剩余电量、太阳能板的发电功率、内部元器件的工作温度，当单个舱段出现故障时，可自动切断与其他舱段的连接，避免故障扩散影响整个供电系统的运行。

　　考虑到长期驻留任务的物资转运需求，舱体顶部设置标准货运挂载点，可在能源舱上方叠加储物舱段，拓展营地的物资存储能力，挂载点的承重阈值经过核算，可承载不超过300kg的额外载荷，满足常规科研物资、生活物资的搭载需求。舱体侧面的标识区域采用高对比度反光材料制作，可在光照条件较差的月夜、阴影区域被光学相机清晰识别，方便无人巡视设备快速定位能源舱位置，完成自主对接充电作业。