2024年5月3日,嫦娥六号在文昌航天发射场启程,目标月球背面。嫦娥六号在这个充满神秘与挑战的世界,完成了人类首个登陆月球背面采集样本返回地球的任务。首次去月背“挖土”,嫦娥六号的能源保障有啥特点?承担嫦娥六号轨道器、着陆器及上升器电源产品研制任务的811所研制人员为你解读。
一场“身轻如‘娥’”的奔赴
神话故事里的嫦娥,是体态轻盈的仙子。让古老传说从梦想照进现实的“嫦娥家族”,也是经过科学瘦身的。
深空探测任务,重量始终是制约探测器行进脚步的主要难题之一。嫦娥六号为四器组合体设计,肩负着月背“挖土”的重任,一次性需完成“绕、落、回”三个目标,对重量的要求更是苛刻。
为解决在嫦娥六号飞行过程中能源紧张、重量资源受限的问题,电源研制团队从太阳电池电路、锂离子蓄电池、电源控制器三个方面各个击破,将减重发挥到了极致。相比仅执行“落月”、没有“挖土”任务的“嫦娥家族”其他成员,嫦娥六号电源控制器减重50%,锂离子蓄电池减重33.5%,太阳电池电路减重15%到20%,成功做到了“身轻如‘娥’”。
确保嫦娥六号“闯关”之旅“能量满满”
嫦娥六号此次探月之旅,历经11个阶段,被称为我国航天史上“最复杂的任务”之一。11个阶段环环相扣、不容闪失,为了确保嫦娥六号顺利“闯关”,嫦娥六号的电源“阵容”可以说是相当“豪华”,其供电方式也十分复杂”。
嫦娥六号由轨道器、返回器、着陆器、上升器四大舱段组成,其中,轨道器、着陆器、上升器各自安装了太阳电池翼,为了确保任务全程有稳定的能源供给,轨道器的太阳翼具有角度调整功能,而着陆器的太阳翼不仅具有角度调整功能,还具有展收功能。上升器和轨道器也分别配备了锂离子蓄电池组。从地球到月球,再从月球返回地球,每一个扣人心弦的阶段,电源都会随阶段应变。
为了做好11个阶段的能源平衡,研制人员根据各个阶段多种因素,制定出了不同的应对措施,确保太阳电池翼发电正常,让嫦娥六号“闯关”道路上,始终“能量满满”。
同时,为了提高探测器供电安全和可靠性,也为了进一步“减重”,嫦娥六号的四器按照各自任务分工,组建了两支队伍:轨道器和返回器组合体、着陆器和上升器组合体。组合体之间、组合体内部有着各种复杂的供电关系。
如果说轨返组合体和着上组合体两个组合体之间的供电关系是“双向奔赴”,“着上”组合体的供电关系是“愉快合作”,那在“轨返”组合体中,轨道器可以算是对返回器“照顾有加”了。由于返回器只携带了一次电源,轨道器承担起了为返回器长期供电的任务。在“轨返”组合体分离后,返回器由一次电池供电返回地球,其携带的不仅仅是月球样品,更承载了其它三位“同伴”的梦想,“路虽远,一路上有你们,使命必达。”