2018年12月8日凌晨2時23分,搭載著“嫦娥四號”探測器的中國長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心順利升空。經過了整整26天的飛行,2019年1月3日10時26分,“嫦娥四號” 成功在月球背面的南極-艾特肯盆地著陸,實現人類探測器首次在月球背面的軟著陸,并通過“鵲橋號”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。

此外,“嫦娥四號”的光伏“翅膀”也備受關注。“嫦娥四號”探測器在外太空以太陽能為能源來源,光伏發電板猶如它的雙翼,承載著中國人民的期望、向往和驕傲,為“嫦娥四號”提供充沛動力。作為動力來源,幾塊高效太陽能電池板是探測器維持正常運轉的基礎。而光伏發電能在航空航天中得到廣泛應用,絕不是偶然。


嫦娥四號任務月球車外觀設計構型


嫦娥四號任務著陸器外觀設計構型

第一,太陽向外的輻射保證了整個太陽系的能量來源,使得整個太陽系不再是一片黑暗,太陽能也隨之成為了取之不盡用之不竭的能源。探測器從地球發射,再到固定的軌道,需要龐大的能量,但是其所攜帶的燃料是有限的,要完成探測任務,探測器就必須要就地采取能源,而無處不在的太陽能就是探測器最好的能源來源。也就是說,太陽能無處不在的特性,以及光伏發電板將太陽能轉化為電能的能力,共同保證了探測器在外太空的能量來源。

第二,在外太空有可能遇到各種惡劣的環境,而光伏發電板卻有著及其穩定的性能和質量。在國內,一般的光伏電站使用壽命已經可以達到25-30年,而運用在航空航天中的高效光伏電池板,其質量和性能必然有更大的保障。


以上原因,使得光伏發電成為了航空航天中不可缺少的一部分。

“嫦娥三號”在執行任務時,因為無法獲得太陽能,探測器在月夜期間完全斷電,所有電子設備都不進行工作。而與之前“奔月”的伙伴們不同的是,“嫦娥四號”由于本次登陸的地方將是月球的背面,為了滿足其動力需求,需要在登陸點被太陽光照射時實施著陸。因此,在進入環月軌道后,“嫦娥四號”還需要繞月飛行約半個月的時間,等待月球公轉至月球背面是白天的時刻。


目前的月球背面,會在接下來的半個月內處于白天,也就是將有大約14天時間可以沐浴在充足的陽光下。“嫦娥四號”降落月球時,依靠的是著陸器底部的變推力發動機和飛行器周圍的姿控發動機來控制降落速度,并進行懸停和平移等操作。而在落月后,飛行器上的太陽能翻板將會打開,把太陽能轉化為電能儲存起來,為“嫦娥四號”運行工作提供充足的能量支持。


飛船、衛星等航天器在太空中飛行主要依靠電池提供動力,而這個電力供給主要來自太陽能電池帆翼。太陽能發電于太空發展進程中擔當重要角色,現時更已是航天發展不可或缺的一部分。大規模開發利用空間太陽能,將極大地提高經濟發展的速度和質量,引起經濟基礎的飛躍,而導致新的技術革命,甚至產業革命。目前航天技術已經被列入到國家新興戰略產業領域,在可預見的未來,太陽能航天技術將迎來廣闊的發展前景。