設(shè)計(jì)師談嫦娥二號衛(wèi)星如何應(yīng)對高溫大“烤”

　　中新網(wǎng)10月1日電 嫦娥二號繞月探測衛(wèi)星10月1日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。中國衛(wèi)星專家透露，嫦娥一號衛(wèi)星在完成既定任務(wù)后，又做了多項(xiàng)額外的技術(shù)驗(yàn)證和科學(xué)試驗(yàn)。其中很重要的一項(xiàng)就是驗(yàn)證月球100公里軌道的熱環(huán)境。

　　“在驗(yàn)證中，我們證實(shí)，和200公里軌道相比，100公里軌道上的熱流增加了20%～30%。嫦娥一號衛(wèi)星在100公里軌道上短期運(yùn)行后溫度升高了15度左右。”嫦娥二號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師黃江川介紹。

　　因此，嫦娥二號衛(wèi)星的100公里軌道“工作環(huán)境”將面臨100℃左右的高溫。為了應(yīng)對如此高溫的大“烤”，技術(shù)人員采取了多個(gè)方面的有效措施。

　　重新設(shè)計(jì)熱控系統(tǒng)

　　月表的熱量主要來自太陽光。但是，由于月表具有很強(qiáng)的反射性，所以嫦娥二號衛(wèi)星實(shí)際上面臨太陽的炙烤和月表反射光的強(qiáng)烈照射。這也是100公里軌道處溫度高達(dá)100℃的主要原因。另外，月球上沒有空氣等作為熱傳導(dǎo)的介質(zhì)，因此衛(wèi)星上受到光線照射的部分溫度會(huì)很高，而沒有光線照射的地方會(huì)在零度以下，衛(wèi)星的兩面可能相差300多度。

　　對于衛(wèi)星內(nèi)部元器件來說，0～20℃的溫度是最理想的工作溫度。

　　那么如何在衛(wèi)星處于高溫區(qū)的時(shí)候把星內(nèi)溫度降下來呢？為了解決這個(gè)問題，衛(wèi)星技術(shù)人員重新設(shè)計(jì)了熱控系統(tǒng)，對衛(wèi)星艙內(nèi)的熱交換系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和布局，衛(wèi)星受到照射的部分和沒有受到照射的部分之間能夠迅速實(shí)現(xiàn)熱交換，從而使其不至于高者過高、低者過低，而是維持一種平衡的狀態(tài)。

　　金銀外衣猶如空調(diào)

　　我們大部分人都在電視或者照片上見過衛(wèi)星表面金光閃閃和銀光閃閃的發(fā)亮的東西，這些就是我們精心為嫦娥衛(wèi)星織的嫁衣。金光閃閃的衣服有著非常好的隔熱作用，不僅能夠防止衛(wèi)星熱量散失，而且可以阻止外部的熱量進(jìn)入衛(wèi)星內(nèi)部；而銀光閃閃的衣服有著非常好散熱作用，能夠?qū)⑿l(wèi)星內(nèi)部產(chǎn)生的廢熱及時(shí)的排散到外界空間中。

　　“正是這些金光閃閃和銀光閃閃的衣服組成了一個(gè)天然的空調(diào)系統(tǒng)，使嫦娥二號衛(wèi)星能夠在100℃高溫環(huán)境中舒服地生活和工作。”衛(wèi)星熱控系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師向艷超說。

　　向艷超介紹，嫦娥二號衛(wèi)星表面的金光閃閃的衣服，是一層層比羽毛還輕的膜狀物和網(wǎng)狀物間隔拼疊而成，共有15層。采用這種方式制成的衣服在真空環(huán)境條件下具有很強(qiáng)的隔熱效果，能夠阻值衛(wèi)星的熱量散熱，起到保溫作用，其保溫效果足以和熱水瓶瓶膽的保溫效果相媲美。

　　嫦娥二號衛(wèi)星表面的銀光閃閃的衣服，是一層類似鏡子一樣的膜，它具有很強(qiáng)的反射能力，能夠?qū)⑻�陽光�?5%左右的反射掉；同時(shí)它還具有較強(qiáng)的散熱能力。因此如果衛(wèi)星艙內(nèi)溫度過高的時(shí)候，這次銀光閃閃的衣服就可以把熱量排散發(fā)掉。

　　穿上經(jīng)過熱控設(shè)計(jì)師們精心設(shè)計(jì)和工人師傅們細(xì)心制作的空調(diào)般的嫁衣，我們的嫦娥二號衛(wèi)星就能夠在月球嚴(yán)酷的環(huán)境中自由飛翔，“幸福生活”。

　　更加靈活的太陽翼

　　太陽翼是最直接接觸外部環(huán)境的衛(wèi)星部件。

　　一般情況下，衛(wèi)星的太陽翼會(huì)通過太陽敏感器對太陽位置的感應(yīng)而由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整至與太陽光垂直的角度，它總是保持太陽光線能夠直射到太陽翼上。工作狀態(tài)的衛(wèi)星基本上都是靠太陽翼來供電的。

　　“但是，嫦娥二號衛(wèi)星處在高溫環(huán)境中，太陽光的持續(xù)直射，可能造成帆板溫度過高而失效。”衛(wèi)星GNC系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師戴居峰說，國外已經(jīng)有探月衛(wèi)星因?yàn)樘�陽翼失效而�?dǎo)致整星失蹤。

　　為了使嫦娥二號衛(wèi)星的太陽翼帆板在高溫環(huán)境中保持良好的工作狀態(tài)，技術(shù)人員采用多種方法來保護(hù)帆板。

　　首先是避開太陽直射，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)太陽翼的時(shí)候使其和太陽成30°夾角，而不是直接垂直于太陽光線，這樣溫度就會(huì)大大降低。

　　另外，嫦娥二號衛(wèi)星上的太陽翼帆板可以進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到最佳的保護(hù)效果。星上有一套軟件系統(tǒng)，在溫度達(dá)到一定的高度時(shí)，軟件可以支持衛(wèi)星讓帆板停轉(zhuǎn)，這時(shí)太陽翼帆板會(huì)停留在和太陽光呈60°的夾角的地方，帆板溫度就會(huì)降下來。(陳全育）