太阳能帆板和太阳帆是一回事吗

发布时间 : 2016-06-20     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  太阳能电池帆板是航天器上的一种能源装置,而太阳帆是一种航天器。
  卫星等航天器上的能源有3种,一是电池;二是核发电;三是太阳能。
  太阳能是航天器上广泛应用的能源。航天器上的仪器设备,多数是靠电来工作的。太阳能电池帆板(有时也简称为太阳能帆板)就是将太阳的光能转换成电能的装置。
  它的面积很大,像翅膀一样在航天器的两边展开,所以又称为太阳翼。其上贴有半导体硅片或砷化镓片,就是靠它们将太阳光的光能转换成电能的。所以,太阳能电池帆板实际上就是太阳能电池阵。
  早期航天器上的太阳能电池阵是设置在航天器的外表面上,后来由于航天器用电量需求的增加,才发展为巨大的帆板的,而且这种帆板的面积不断增大。

  

  太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。太阳帆以太阳光为动力,即使现在我们能做出十分轻薄的光帆,但它的加速还是非常慢。太阳帆的真正优势在于,光压是一直存在的,它不像化学火箭发动机那样消耗自身携带的燃料,工作时间短且费用高昂,而光帆可以持续加速,在经济实惠的前提下达到前所未有的速度。
  太阳帆具有廉价灵活和速度快等独特优势,它在行星探测领域中将大有可为。太阳帆不仅可以用于火星任务的运输,还可以直接减速进入金星、火星等星球。如先用火箭把太阳帆送入低轨道,则凭借太阳光压的加速,它可以从低轨道升到高轨道,甚至加速到第二、第三宇宙速度,飞离地球或太阳系。如果帆面直径为300米,可把0.5吨质量的航天器在200多天内送到火星;如果直径大到2000米可使5吨质量的航天器飞出太阳系。
  长期以来,人们一直都渴望着能够摆脱对火箭的单一依赖,找到新的动力方式,实现人类遨游太空的梦想,其中之一就是制造太阳帆利用太阳能来进行太空航行,2004年的8月,日本人研制的太阳帆升空并进行了170公里高的短暂亚轨道实验,打开了两个长约10米的树脂薄膜帆板,检验了光帆展开的可行性,之后火箭和光帆坠入大海。美国航宇局目前也在进行太阳帆飞船的研究,并为选择太阳帆的制造材料进行了大量测试工作,还探讨了如何发射以及太阳帆在太空怎样展开等问题。
  北京时间2005年6月22日凌晨4时46分,俄罗斯用"波浪"火箭发射了以太阳光为动力的"宇宙一号"(Cosmos-1)飞船,进行太阳帆的首次受控飞行尝试。最新飞行数据显示,飞船在起飞83秒后遭到失败,主持这一项目的美国行星学会说,在发射约20分钟后,飞船与地面失去了联系。目前飞船是否入轨正在等待进一步的证实。升空的飞船由8片三角形聚酯薄膜帆板组成,耗资400万美元,是美国一家私人组织"行星协会"、俄罗斯科学院和莫斯科拉沃奇金科学生产联合体花费数年时间联合建造的。
  此次"宇宙一号"的飞行仍然是实验性的,科学家们认为,"太阳帆"飞船可能是人类星际旅行的唯一希望,因为以太阳光作为动力,可减少宇宙飞船携带的大量燃料,增加其机动性范围,使其在太空停留更长的时间,而且只要有阳光存在的地方,它就会不断获得动力加速飞行。太阳帆代表了人类未来太空飞行的技术,如果这次试验能够成功,它将为开发新型宇宙发动机方向迈出重要一步,可以相信,人类未来完全可以利用太阳帆从事深空探索,并给人类的太空旅行带来一场新的革命。因此,"宇宙一号"的命运不仅关系到未来星际航行中能源系统的建设,也将关系到人们对研制开发太阳帆的态度。

         

△展开的就是太阳能帆板                △“宇宙一号”太阳帆飞船计划示意图

  

  

  

来源:《中国航天报》国家航天局网站

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