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中國(guó)的天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器已經(jīng)降落到火星上了。不日，祝融號(hào)火星車將在烏托邦平原軋下第一道中國(guó)印記。不知你是否注意到，與嫦娥工程中的月球車相比，天問(wèn)一號(hào)火星車的太陽(yáng)能帆板尺寸似乎要大得多，這是為什么呢？


火星車的太陽(yáng)能帆板確實(shí)很大，這是由火星的特殊境況決定的。

首先，由于距離更遠(yuǎn)，火星接收到的太陽(yáng)輻射能量要比地球和月球少，所以若想接收到同樣多的太陽(yáng)能，必須使用更大尺寸的太陽(yáng)能帆板。

其次，火星是一個(gè)大“灰球”，整個(gè)火星表面遍布灰塵。一旦發(fā)生塵暴，就會(huì)有幾十毫米的灰塵覆蓋在太陽(yáng)能帆板上，致使照射到太陽(yáng)能帆板上的光線減少，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電功率降低。

例如，機(jī)遇號(hào)火星車剛開始在火星上執(zhí)行探測(cè)任務(wù)時(shí)，太陽(yáng)能帆板每天可以提供900瓦時(shí)的電能。然而過(guò)了6個(gè)月后，由于上面沾滿了灰塵，太陽(yáng)能帆板每天提供的電能僅有500瓦時(shí)~600瓦時(shí)。

同時(shí)，火星塵暴還阻礙了太陽(yáng)輻射的進(jìn)入，降低了火星表面的平均溫度和最高溫度，進(jìn)而影響了火星車太陽(yáng)帆板的光電轉(zhuǎn)換效率。

為了降低火星塵埃對(duì)火星車太陽(yáng)能帆板輸出功率的影響，工程師們想了很多辦法。

比如利用火星風(fēng)進(jìn)行塵埃清除的自然方法。當(dāng)火星風(fēng)速大于35米/秒時(shí)，可以清除大部分微塵。但事實(shí)證明，在火星車執(zhí)行任務(wù)期間，火星風(fēng)速或許一直也不會(huì)大于35米/秒。所以這種方法并沒(méi)有想象中那么可靠。

相比之下，機(jī)械方法聽起來(lái)似乎更加可行——利用壓縮氣體直接噴吹太陽(yáng)翼上的微塵，或在火星車休眠前將太陽(yáng)能帆板豎直甚至反轉(zhuǎn)。

另外，還可以采用隔離方法，將帶有囊體的透明薄膜覆蓋在火星車太陽(yáng)翼上，當(dāng)落在透明薄膜上的灰塵較多時(shí)，可以通過(guò)充氣膨脹薄膜囊體，實(shí)現(xiàn)薄膜與太陽(yáng)翼分離。

最后一種方法是采用表面工程技術(shù)工藝方法。這就好比夏季荷葉上的水珠并沒(méi)有發(fā)生浸潤(rùn)，荷葉隨風(fēng)搖曳的過(guò)程中，水珠可以很容易滾落。

這些方法思路很好，但都需要增大成本或重量。所以，目前最有效和最可靠的方法就是擴(kuò)大火星車太陽(yáng)能帆板的面積。實(shí)際上，我國(guó)首個(gè)火星車帆板的尺寸設(shè)計(jì)就是在任務(wù)壽命90天和火星塵埃影響因素之間進(jìn)行折中考慮后確定的。 

原標(biāo)題：火星車的太陽(yáng)能帆板，為什么尺寸那么大？