火星距离太阳相较于地球之于太阳的距离更加遥远,这就带来了光照强度不足的问题,只有相当于地球轨道20%的光照强度。
因此火星车需要面积足够大的太阳翼,仅仅面积大也不行,还需要有更高的电池布片效率。
分离相机拍摄的祝融号火星车祝融号火星车在太阳翼选型方面曾历经3个月的设计论证,在一系列方案中最具代表性的有三种,分别是两片式太阳翼、四片长方形太阳翼、扇形折叠太阳翼。
分离相机拍摄的祝融号火星车两片式太阳翼与玉兔二号类似,基于火星环境考虑需要有比玉兔二号太阳翼更大的面积,无法平整收放,收拢时有一个向上拱起的结构,需要更大的进入舱容纳,同时在发射段振动影响大。
四片长方形太阳翼属于“二次展开太阳翼”,先向两侧展开,再后向展开。
分离相机拍摄的祝融号火星车孙泽洲总师对此点评:一个是太丑了,当然这不是主要的,关键是这个方向很长之后呢,我们这个车从平台上,或者爬坡越障的时候后体太阳翼很容易跟地面形成干涉。
二次展开太阳翼其实还有一个先天缺陷,就是可靠性不高。
分离相机拍摄的祝融号火星车无独有偶的是俄欧联合研制的ExoMars探测器由欧空局抓总研制的火星车采用的就是“四片二次展开太阳翼”,该探测器原本计划去年与天问一号一道发射,但由于进入舱开伞试验屡屡受挫,不得不延后至年。(前不久实施的最新一次开伞试验仍然没能完全成功。)
再就是扇形折叠太阳翼,该方案由于机构设计复杂导致可靠性相较于二次展开方案更低,同时电池布片效率也是三个方案中最低的。
扇形折叠太阳翼目前只有火星着陆探测器应用过扇形折叠太阳翼,火星车没有应用案例。
扇形折叠太阳翼最终我们采用的是一位青年设计师提出的“四展太阳翼方案”,虽然是四展但并不属于二次展开,展开机构全部依托车体安装,可靠性高。
扇形折叠太阳翼加上特殊的外形设计,化解了二次展开方案与地面干涉的问题,电池布片效率也很高,太阳翼展开后很像一只蝴蝶,实现了工程应用与审美两个维度的完美平衡。
扇形折叠太阳翼进入21世纪以来我国航天团队有一个很大的特色,就是年轻。曾经有一位俄罗斯航天专家来华考察,他说了一句话,我不羡慕你们有多少新火箭新产品,最羡慕的是你们的人都很年轻。
青年人天然具有朝气蓬勃的活力,在他们手中大推力运载火箭、嫦娥奔月、天宫空间站、火星探测一一变为现实。
扇形折叠太阳翼六十多年前一位老人曾说,你们青年人朝气蓬勃,好像早晨八九点钟的太阳,中国的前途是你们的,世界的前途是你们的,希望寄托在你们身上。是的,新时代的青年人没有辜负他的期望!