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天问一号,奔火路上舒适通勤

时间:2021年02月15日 信息来源:本站原创 点击:213 字体:

经过6个多月的飞行,由航天科技集团五院抓总研制的天问一号火星探测器成功实施近火制动,顺利抵达火星轨道。回望半年多的太空旅行,天问一号在奔火路上如何保持稳定的体温舒适飞行呢?来自航天科技集团五院总体设计部的天问一号热控设计师来揭秘啦。

 

神奇的银白色“漆”


如果把从发射入轨初期到抵达火星轨道这段飞行距离比喻成一段长途旅程,那么,天问一号在旅途的始发站,距离太阳还比较近,此时的太阳辐照强度比较大,约为1367瓦/平方米。随着它向火星高速奔驰,越飞越远,到达火星附近时,天问一号能够接受到的太阳辐照强度急速下降,仅有500瓦/平方米了。“这个时候,外热流能量差异将近3倍,给着陆巡视器热控带来很大难题。为此,我们通过控制着陆巡视器表面热控涂层的热辐射特性,尽量降低在近地段的大外热流条件下的整器温度。” 航天科技集团五院总体设计部天问一号着陆巡视器热控分系统主任设计师向艳超介绍说。

 

天问一号1.jpg


可别小看了着陆巡视器表面的这层热控涂层,它可是一种低吸收、低发射的新型热控涂层,一眼看上去就像一层普通的银白色漆,但其实这个“漆”却一点儿都不普通,它的低吸收特性可以使着陆巡视器对太阳能量的吸收变少,防止高温;而低发射特性则可以确保着陆巡视器自身热量向外发射的很少,可以在寒冷的时候保温。当天问一号向火星一路飞奔,面对高温、严寒的“冰火两重天”时,这层神奇的“漆”保障它热的时候降温,冷的时候保暖,既防中暑又防冻伤,始终保持一个相对稳定的温度,舒适“通勤”。

 

精细化设计主动控温


天问一号奔火路上,航天科技集团五院热控团队还有一项精细化设计非常巧妙。据该热控团队青年设计师郑凯介绍,在火星附近的冷环境里,通过对着陆巡视器内部的关键部位,比如推进系统、电池等,进行电加热主动控温,来保证设备温度满足指标要求。同时,由于探测器在火星附近的部分时段,整器能量特别紧张,比如,火星捕获阶段,这时热控通过精细化设计,提高主动控温的效率,采用峰值功率控制措施,通过临时断开大热容设备加热回路,在需要的时候起到对整器功率削峰的作用,以此保证峰值功率不超过阈值要求,达到既能保证设备温度要求,又能兼顾整器能源的约束。“比如,对于具有大量储存热量功效的贮箱等设备,我们通过精细化设计,使热控加热回路在需要的时候主动断电,减少高峰期能量的占用,从而保证整器能源的供给。”郑凯说。

 

天问一号2.jpg


奔火路上,“知冷知热”的热控团队全力保驾护航。后续,随着天问一号任务顺利进展,航天科技集团五院总体设计部的热控分系统还会有更精彩的表现,让我们期待!



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