守护“火星之旅” 10个月的电如何保障？

中新网上海7月23日电 (郑莹莹 郭超凯 缪新培)中国“天问一号”探测器23日开启首次自主火星探测任务，飞出地球，去火星“串门”。探测器由环绕器和着陆巡视器组成，对于环绕器而言，从地球飞往火星需要7个月时间，加上停泊火星轨道的3个月，它需要独自工作10个月。漫漫10个月，环绕器的电源如何保障？其研制单位——中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院如是答：

第一个关键词是“平衡”。火星探测器飞行任务共分为地火转移、火星捕获、离轨着陆、中继通信、科学探测五个阶段，环绕器全程经历了所有阶段。工作模式多、光照变化大，如何保证各阶段工作模式能量平衡，是其一大难点。环绕器电源分系统副主任设计师许峰表示，研制人员根据光照条件，完成了环绕器各飞行阶段的太阳阵输出功率，并细化各阶段的工作模式及负载功率，在设计中对能源平衡进行详细计算以及复核复算。比如，在中继通信轨道运行期间，环绕器将经历一个最长火影阶段(火影是指探测器/环绕器被火星遮挡，无法接收太阳光的现象。这时候太阳帆板无法工作，只能靠电池供电)，时长为110分钟。考虑到最严重的情况，这可能会造成整器能源紧张，因此，研制团队灵活制定了在轨分时段开启大功率单机的飞行策略，以7天至15天为周期，完成中继通信、轨道调整等工作，确保能量平衡。

第二个关键词是“温差”，大范围的温度跨越。近火轨道的最低温度可达零下190℃，最高温度可达40℃。随着轨道运行，环绕器反复进出光照和阴影区，高低温环境对太阳电池阵的国产化基板带来了“极限挑战”。考虑到极端温度可能对太阳电池阵材料造成损坏，从而令太阳电池失效，团队在研制过程中重点开展了零下190℃到40℃的温度环境可靠性验证工作。这项工作同时也验证了太阳电池阵上接插件、导线、元器件能否满足各种极端温度条件下的使用要求。试验结果显示，该太阳电池阵承受住了严酷的环境考验。

第三个关键词是“减肥”。由于火星探测距离地球较远，任务时间较长，因此需要携带大量推进剂燃料，这就对电源分系统的重量提出了严苛要求。为了提高环绕器电源分系统的质量比功率，系统的各单机均需“减肥”。研制人员通过开展工艺攻关、选用新型材料，让探测器上的环绕器锂离子蓄电池的重量比能量达到国际先进水平。(完) 【编辑:田博群】