【科普】一個翅膀也能飛：為啥有的衛(wèi)星只有一個太陽翼？

　　最近，中國發(fā)射的最先進(jìn)的靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云四號”一升空就引發(fā)廣泛關(guān)注。這顆衛(wèi)星能觀測風(fēng)云溫濕，預(yù)警冰雪雨霧，還能秒拍500張圖“捕捉”閃電。但這顆重約5.4噸的人造衛(wèi)星只有一側(cè)有“翅膀”，這是為什么呢？

　　鳥兒的翅膀能幫助它們翱翔，衛(wèi)星飛行在接近真空的外層空間，它的“翅膀”不是用來飛的，而是太陽翼，也叫太陽能電池板，是為衛(wèi)星提供電力的。目前，航天器上的太陽能電池多采用單結(jié)或三結(jié)砷化鎵制成，其轉(zhuǎn)化效率最高在30%左右。

　　一般的空間飛行器都采用對稱太陽翼的設(shè)計，這樣有利于衛(wèi)星在空間保持姿態(tài)的穩(wěn)定。而“風(fēng)云四號”與早前的“風(fēng)云三號”氣象衛(wèi)星，因裝載的紅外探測儀對溫度的變化極為敏感，需要對其進(jìn)行降溫以保證探測的精確性。當(dāng)太陽光照射到太陽帆板上時，會產(chǎn)生紅外輻射的反射，影響衛(wèi)星定標(biāo)精度和制冷效果，所以采用單太陽翼的設(shè)計。

　　中國航天科技集團(tuán)公司八院805所太陽電池翼副主任設(shè)計師王威介紹，星上各類載荷的機(jī)械轉(zhuǎn)動都可能使太陽翼產(chǎn)生微小晃動，這種晃動傳遞給衛(wèi)星可能會干擾其觀測的精準(zhǔn)性，所以風(fēng)云四號的太陽翼采用了比較特殊的“Ｔ”構(gòu)型，以縮短太陽翼質(zhì)心和衛(wèi)星的距離，減小太陽光壓的積累。

　　為了確保衛(wèi)星“不發(fā)抖”，中國航天科技集團(tuán)公司五院502所的專家還專門研究了單翼布局衛(wèi)星和地球同步軌道空間環(huán)境的作用規(guī)律，提出了“自適應(yīng)角動量管理技術(shù)”，使衛(wèi)星能自主診斷快速調(diào)整，更平穩(wěn)地飛行。

　　專家說，太陽翼的設(shè)計主要是根據(jù)衛(wèi)星的功率需求來確定的。太陽翼發(fā)電面積越大、轉(zhuǎn)換效率越高，衛(wèi)星獲取的能源就越多，可裝載的設(shè)備也就越多。

　　不僅衛(wèi)星有“翅膀”，我國第一輛月球車“玉兔”也擁有一對可以反復(fù)收展的太陽翼，其中一側(cè)會像“蓋被子”一樣在月夜時收起，幫助“玉兔”熬過最低溫度達(dá)零下180攝氏度的月夜。

　　和“玉兔”類似，我國正在研制的火星車的能源獲得也靠太陽能，而它有4個“大翅膀”。

　　據(jù)中國首次火星探測任務(wù)工程火星探測器總設(shè)計師孫澤洲介紹，由于火星距離地球最遠(yuǎn)4億公里，距離太陽更遠(yuǎn)，光照強(qiáng)度小，而且火星大氣對陽光有削減作用，同樣的面積下，火星接受太陽光的能量只有月球表面的40%?；鹦擒嚹茉垂┙o比月球車更困難，所以火星車比“玉兔”多設(shè)計出兩個“翅膀”。