北京时间2日凌晨2点17分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空。嫦娥三号承担着中国首次月球软着陆和月面巡视勘察重任,是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器,也是美国阿波罗计划结束后全球重返月球的第一个软着陆探测器。目前,全球只有美国、前苏联成功实施过13次无人月球表面软着陆。
随着凌晨02:19嫦娥三号探测器太阳能帆板成功展开,业内关注人士,对于探测器太阳能电池帆板的关注,也逐渐汇焦。
航天器上的能源来源有三种:一是电池,二是核发电,三是太阳能。目前人类在太空的航天器搜集太阳能主要通过太阳能电池帆板也就是所说的太阳能电池阵,将太阳的光能转换成电能。
早期航天器上的太阳能电池阵是设置在航天器的外表面。
后来由于航天器用电量需求的增加,才发展为巨大的帆板的,而且这种帆板的面积不断增大,发展到现在,多数已经像翅膀一样在航天器的两边展开,所以太阳能电池帆板又叫做太阳翼。太阳翼上贴有半导体硅片或砷化镓片,靠它们将太阳光的光能转换成电能。
国际空间站的桁架的两端安装了数对大型的太阳能电池帆板,它们是国际空间站动力和能源的主要提供装置。
我国太阳能电池的研制最先就是应用于航天方面的,在“实践1号卫星”的航天过程中首次使用。虽然经历了很多的挫折和失败,但同时也得到了更多宝贵的经验。在1971年“实践1号卫星”成功发射,经过8年的使用,硅太阳电池功率衰减也只有15%。
太阳能帆板组成
1.本体安装的太阳能帆板:
本体安装的太阳能帆板是各类太阳电池阵中最简单的一个,主要用于很多早期较小型的卫星。这种卫星一般是功率要求比较低而且是自旋稳定的。这种情况下的太阳能帆板的利用率很低,而且有最大输出功率的限制,一般这种太阳能帆板的功率是50W到1000W。但是这种太阳能帆板相对于可展开的种类比较简单,危险性小甚至没有危险。
2.可展开的太阳能帆板:
一种是方位(相对于卫星本体轴线)总是保持固定的太阳能帆板;另一种是通过驱动机构或消旋平台与卫星连接,在卫星沿其轨道运动时,能保持对太阳的定向的太阳能帆板。还有一种是是按照其安装太阳能基板来分类的:刚性板和柔性板,它们主要是根据基板本身的物理性质决定的,与太阳能帆板性质无关。
在众多种类中,刚性太阳能帆板是最常用的类型,这主要是因为它制造比较简单可靠。然而刚性基板的质量有时会很大,大功率的尤其如此。所以在1965年到1971年之间,虽然曾采取多种方式来减轻太阳能帆板的重量,但都以失败告终。直到在新材料和新工艺有较大突破后,这种太阳能帆板才重新得到重视。
对于大功率要求来说,轻重量的柔性太阳能帆板就很有前途。但是其在收藏时不能提供功率,而且在装卸和试验期间很容易被破坏,它比刚性可展开的太阳能帆板复杂得多。