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祝融号拍摄地着陆器大底和减速伞
别紧张 , 所谓的“失联” , 是因为9月份太阳会运行到地球和火星之间 , 也就是说火星在太阳的背面 , 火星车和地球之间的无线电通信会被太阳发出的强烈电磁波干扰 , 无法“穿透”并带回信息 , 用专业术语来说就是“日凌干扰” , 这个过程大概会持续一个月 , 到时候更需要“祝融”号发挥自主性 。 而届时 , 美国探测器“洞察”号、火星车“好奇”号、“毅力”号也会面临同样的情况 。
毅力号和火星直升机也会受影响
说到咱们的火星车“祝融”号 , 大家都知道它有四片太阳能电池板 , 展开后如同蝴蝶一样 , 其中两片还能抖动 , 以去除覆盖在上面的火星灰尘 , 维持光电转换效率 , 简直就是“翩翩起舞”了 。 但实际上 , 一开始它的设计方案并不是这样的 , 而是类似两辆“玉兔”月球车 , 采用两片太阳翼设计 。
一开始打算用玉兔月球车的设计
两片式太阳翼设计的确要简单一些 , 但由于火星距离太阳相比地日距离更远 , 光照强度只有地球和月球轨道的大约20% , 而且“祝融”号的体型更大、设备更多 , 用电量也更大 , 所以必须采用更大面积的太阳翼 , 才能满足火星车日常工作的需要 。
但是祝融号比玉兔大多了 , 火星光照也少多了
而采用两片更大面积的太阳翼 , 来解决发电量的问题 , 也不是不行 , 可是在收拢的时候就无法平整折叠了 , 而是会有向上的拱起 , 这无疑需要更大的舱容 , 浪费大量的空间 , 同时在发射段振动影响还会更大 。 因此 , 设计方最终抛弃了两片式太阳翼方案 , 转而考虑扇形折叠太阳翼和四片式太阳翼 。
两片更大的太阳翼 , 意味着折不拢
此前 , 美国“凤凰”号和“洞察”号探测器都采用了扇形折叠太阳翼 , 它的打开方式就像我们的折扇一样 , 有一种艺术美感 , 收拢时则非常节省空间 , 但无论“凤凰”号和“洞察”号都是固定式的火星探测站 , 并非可以移动的火星车 , 扇形折叠太阳翼在移动和震动时会有怎样的负面作用?在地球环境中难以模拟 , 意味着更大的风险 。
折扇式太阳翼还没有用在火星车上
洞察号是不能移动的火星探测站
那么剩下的 , 就只有四片式太阳翼了 , 四片式太阳翼有两种设计方式 , 一是先向侧面展开两片太阳翼 , 然后在已经展开的两片太阳翼上 , 向后方二次展开两片太阳翼 。 但是这样的设计问题很大 , 可靠性不高 , 首先是只有两片太阳翼的展开机构依托车体安装的 , 另外两个在已经展开的太阳翼上 , 稳性不足 , 容易晃动 , 在爬坡越障的时候 , 很容易和地面形成干涉 。 第二 , 则是这种设计实在是太丑了 , 只有印度才会采用 。
四片太阳翼二次展开很不稳
四片太阳翼不这样设计 , 那该怎么设计呢?解决方案就是展开机构必须全部安装在车体上 , 提高可靠性 , 同时还要保证每片太阳翼上有尽可能多的电池 , 用专业术语来说就是“电池布片效率” 。 在经过3个月的设计论证之后 , 工程师们发现最完美的结构就是“蝴蝶翅膀” , 既稳 , 又能够保证每片伸出去的太阳翼足够大 , 所以我们看到的“祝融”号 , 就是现在的模样了 。
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