新浪科技综合|科学大家|星辰大海：天问一号的奔向火星之路(11)_

再有一种设计就是像扇子一样展开，这样可以把空间率提高。但是这里有个问题，展开以后每一片都不规则，而每个太阳能电池片都有一定的尺寸，这样的布片效率很低，虽然面积很大，但真正有效的、能放上去的电池片又很少，所以这个也被否定。这是有代表的三个，当然其他的还有很多，例如平展的扇子设计等，后来都觉得并不理想。

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图30/39

四片长方形太阳翼

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扇形折叠太阳翼
有个年轻的设计师提出了现在这样的设计方案，即一体的压紧。这四片太阳翼的尺寸完全一样，收拢时就是左图的状态，展开后如中图，而且这个面积相比刚才几种形式大很多，后体方向的长度也在可控范围内，不会出现跟平台或者是爬坡过程中跟地面擦碰的问题。大家一致认为这个方案很实用也很好看，最终确定了这个方案。

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四展太阳翼方案
总之，现在大家看到的飞行成果、天问外形、技术方案，在整个方案和初样阶段，都经历了反反复复的研讨、验证，希望能够得到一个满足任务要求的整体最优解。
还有火星低温的特点，刚才提到太阳翼面很大，像一只蝴蝶一样可以获得更多的太阳能，在获得这些能量之后足够供设备供电、工作等等，但火星还有夜晚，火星的自转周期跟地球基本一致， 24小时多37分钟，到夜晚的时候气温到达零下，不同纬度、不同季节的夜晚气温不同，最冷能达到零下100度。所以夜晚的能量获得、热量保温成为了问题。
我们采用了两种方式，一是保温，采用新型低重量纳米气凝胶隔热材料。热交换有三种方式，一是对流，在地球上的散热主要靠空气的对流；另外两个是热传导、热辐射。一般的卫星处于真空中，因而没有对流，主要是传导、辐射。所以大家看到普通的卫星都是穿着金灿灿的多层隔热材料，这种材料只有在真空下才可以起到很好的隔热效果。但是在火星上，因为有地球1%、不到1000帕的大气，多层隔热材料无法阻止火星大气对流，因而起不到隔热的效果。我们就采用了新型的隔热材料，叫纳米隔热气凝胶。这种材料很轻，轻到可以放到一朵花上（如下图）。它是一种多孔材料，因为孔径很小，空气在里面不会产生对流，因此阻断了对流的热交换。