天问一号总师点评太阳翼二次展开太丑,欧空局火星车扎心了

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(www.fzzm.net)。

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。

两片式太阳翼

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。

四片长方形太阳翼(二次展开太阳翼)

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。

欧空局ExoMars2022火星车

无独有偶的是俄欧联合研制的ExoMars2022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2022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。

祝融号火星车四展太阳翼方案

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。

祝融号使用导航地形相机全景自拍

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。

祝融号车体上也有布置电池片

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,加上时势造就英雄,在强大国力先进制度的引领下,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。

分离相机拍摄的祝融号转向移动

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!

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