經(jīng)過6個(gè)多月的飛行，“天問一號(hào)”火星探測器于2月10日成功實(shí)施近火制動(dòng)，順利抵達(dá)火星軌道?；赝肽甓嗟奶章眯校疤靻栆惶?hào)”在奔火路上如何保持穩(wěn)定的體溫舒適飛行呢？中國航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部的“天問一號(hào)”熱控設(shè)計(jì)師揭曉答案。
“天問一號(hào)”探測器研制現(xiàn)場
神奇的銀白色“漆”
如果把從發(fā)射入軌初期到抵達(dá)火星軌道這段飛行距離比喻成一段長途旅程，那么，“天問一號(hào)”在旅途的始發(fā)站，距離太陽還比較近，此時(shí)的太陽輻照強(qiáng)度比較大，約為1367瓦/平方米。隨著它向火星高速奔馳，越飛越遠(yuǎn)，到達(dá)火星附近時(shí)，“天問一號(hào)”能夠接受到的太陽輻照強(qiáng)度急速下降，僅有500瓦/平方米了?！斑@個(gè)時(shí)候，外熱流能量差異將近3倍，給著陸巡視器熱控帶來很大難題。為此，我們通過控制著陸巡視器表面熱控涂層的熱輻射特性，盡量降低在近地段的大外熱流條件下的整器溫度?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部“天問一號(hào)”著陸巡視器熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師向艷超說。
可別小看了著陸巡視器表面的這層熱控涂層，它可是一種低吸收、低發(fā)射的新型熱控涂層，一眼看上去就像一層普通的銀白色漆，但其實(shí)這個(gè)“漆”卻一點(diǎn)兒都不普通，它的低吸收特性可以使著陸巡視器對(duì)太陽能量的吸收變少，防止高溫；而低發(fā)射特性則可以確保著陸巡視器自身熱量向外發(fā)射的很少，可以在寒冷的時(shí)候保溫。當(dāng)“天問一號(hào)”向火星一路飛奔，面對(duì)高溫、嚴(yán)寒的“冰火兩重天”時(shí)，這層神奇的“漆”保障它熱的時(shí)候降溫，冷的時(shí)候保暖，既防中暑又防凍傷，始終保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的溫度，舒適“通勤”。
精細(xì)化設(shè)計(jì)主動(dòng)控溫
“天問一號(hào)”奔火路上，中國航天科技集團(tuán)五院熱控團(tuán)隊(duì)還有一項(xiàng)精細(xì)化設(shè)計(jì)非常巧妙。據(jù)該熱控團(tuán)隊(duì)青年設(shè)計(jì)師鄭凱介紹，在火星附近的冷環(huán)境里，通過對(duì)著陸巡視器內(nèi)部的關(guān)鍵部位，比如推進(jìn)系統(tǒng)、電池等，進(jìn)行電加熱主動(dòng)控溫，來保證設(shè)備溫度滿足指標(biāo)要求。同時(shí)，由于探測器在火星附近的部分時(shí)段，整器能量特別緊張，比如，火星捕獲階段，這時(shí)熱控通過精細(xì)化設(shè)計(jì)，提高主動(dòng)控溫的效率，采用峰值功率控制措施，通過臨時(shí)斷開大熱容設(shè)備加熱回路，在需要的時(shí)候起到對(duì)整器功率削峰的作用，以此保證峰值功率不超過閾值要求，達(dá)到既能保證設(shè)備溫度要求，又能兼顧整器能源的約束?！氨热?，對(duì)于具有大量儲(chǔ)存熱量功效的貯箱等設(shè)備，我們通過精細(xì)化設(shè)計(jì)，使熱控加熱回路在需要的時(shí)候主動(dòng)斷電，減少高峰期能量的占用，從而保證整器能源的供給?！编崉P說。
奔火路上，“知冷知熱”的熱控團(tuán)隊(duì)全力保駕護(hù)航。后續(xù)，隨著“天問一號(hào)”任務(wù)順利進(jìn)展，航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部的熱控分系統(tǒng)還會(huì)有更精彩的表現(xiàn)，讓我們期待！
供圖：中國航天科技集團(tuán)五院
來源 北京日?qǐng)?bào)客戶端 | 記者 張航
編輯：曾佳佳
流程編輯 邰紹峰
