来源:新京报
在人类发射的火星探测器中，天问一号算是一个比较大体量的探测器 “祝融号”太阳能帆板灵感来源于蝴蝶
5月15日，航天科研人员在北京航天飞行控制中心监测“祝融号”火星车工作情况。 新华社记者 金立旺 摄
随着我国首次自主火星探测任务“天问一号”成功在火星表面完成软着陆，我国也成为有能力实现火星表面巡视探测的国家。
据航天 科技 集团五院“天问一号”探测器产品保证经理饶炜介绍，“天问一号”探测器自2020年7月23日成功发射，精确入轨后，已按预定飞行程序在轨飞行了约295天；自2021年2月10日成功环绕火星后，相继完成了着陆区预探测、轨道维持、自检等关键飞行控制任务，期间，能源平衡，状态稳定，各分系统工作正常；5月15日凌晨2时多，“天问一号”在火星停泊轨道上进入着陆窗口，随后探测器实施降轨，环绕器与着陆巡视器开始器器分离，继而环绕器升轨返回停泊轨道，着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点，开始进入火星大气，并最终软着陆在火星表面。
火星是紧邻地球的一颗类地行星，通过对火星的 探索 活动，有助于理解火星气候的进化之谜。火星探测是人类开展深空探测的关键性步骤，必然成为继月球之后的深空探测热点。与此同时，火星探测将会促进行星学、宇宙学、火星生命学、太阳系演化学、空间天文学、空间物理学、空间材料科学等科学领域的创新与发展，这些学科的进展又将带动更多的基础学科交叉、渗透与共同发展。
自20世纪60年代起，人类进行火星探测的历程中成功的不足一半，但这也阻挡不了人类对这颗红色星球的热情。
1 火星大气与挥发演化探测器
2013年11月19日发射
质量约2550kg
第一个以研究火星大气为主要任务的轨道飞行器
美国火星大气与挥发演化探测器的主要科学目标是利用其携带的载荷，通过测量火星大气逃逸速率和相关过程，确定火星大气消失的 历史 ，从而得到火星气候演化的相关答案。它是第一个以研究火星大气为主要任务的轨道飞行器。
火星大气与挥发演化探测器于2013年11月19日发射，其发射质量约2550kg，它由运载火箭直接发射进入地火转移轨道之后，经历约10个月飞行过程，于2014年9月到达火星并成功完成环绕。其首次制动捕获的轨道周期为35小时，近地点约590km，随后该探测器又进行了2次制动，最终进入近地点150km，远地点6000km，倾角为74.2度的椭圆轨道。
在到达火星的两年时间内（2014年10月至2016年4月），火星大气与挥发演化探测器至少5次通过轨道调整从距离火星表面仅124km的高度掠过，这意味着它可以直接与火星大气层“亲密接触”，从而采集大气样本进行分析。它在完成探测任务的同时，还可为在火星表面执行探测任务的火星车提供数据中继服务，其对地传输数据传输率可达10Mbps。
2 火星科学试验室
2011年11月26日发射
质量约3800kg
美国火星科学实验室的主要科学目标是挖掘火星土壤，钻取火星岩石粉末，对岩石样本进行分析，探测火星过去、现在是否具有支持微生物生存的环境，从而确定火星表面是否具有可居住性。该探测器于2011年11月26日发射，发射质量约3800kg，它由3个部分组成：巡航级、进入下降和着陆系统、火星车。
“火星科学实验室”携带著名的好奇号火星车，火星车质量约900kg。在火星科学实验室任务着陆火星过程中，首先利用锥形气动外壳进行气动减速，接下来使用降落伞进行减速，最后首次使用“空中起重机”新型着陆技术在火星上软着陆，对火星表面高精度着陆技术进行验证，为后续的采样返回和载人火星探测提供技术支撑。
针对火星上的恶劣环境，好奇号采用多任务放射性同位素热电机来进行供电，其原理是利用钚238在自然衰变的过程中释放出来的热来转换成电能，这样就避免了传统太阳能电池阵供电方式在火星沙尘暴中被沙尘覆盖失去发电能力的风险。
3 火星勘测轨道器
质量约2180kg
采用钛、蜂窝铝，强度高但质量轻
美国火星勘测轨道器是最著名的火星探测器之一，其主要任务目标是研究火星表面、次表面和大气，并为未来的火星探测任务寻找可能的着陆点。该探测器于2005年8月12日发射，目前仍然在环火轨道正常运行，获取了大量科学数据。
火星勘测轨道器发射质量约2180kg，由运载火箭直接发射进入地火转移轨道，经过约6个月的飞行后到达火星实施制动捕获。它是一个采用“大气制动”减速技术来缓慢进入环火工作轨道的探测器，其原理就是利用探测器在火星大气层中飞行时受到的大气阻力不断降低轨道高度。经过6个月的大气制动，探测器最终进入255km 320km的极地科学探测轨道，轨道周期为112分钟。
火星勘测轨道器从探测器平台到所载有效载荷都是使用了当时最先进的技术，该探测器的结构采用钛、蜂窝铝等强度高但质量轻的材料，除所有系统都有备份外，在设计上它还采用了“单独容错”的方式，即当某一个部件发生故障时系统仍能完成任务。
4 天问一号
重量达到5吨左右
“祝融号”火星车设计灵感来自蝴蝶
天问一号由环绕器、着陆器和巡视器组成，重量达到5吨左右。在人类发射的火星探测器中，天问一号算是一个比较大体量的探测器，因为中国这次的任务是一次发射完成多种探测。
人类探测火星的方式与探测月球的方式基本类似，包括环绕探测、着陆探测、巡视探测、采样返回探测和载人登陆探测等五种。这些探测方式人类都采用过，但每次发射基本上只采用其中的一两种探测方式。只有美国曾实现过一次发射完成环绕探测和着陆探测。欧洲曾两次进行类似的火星探测活动，但都只完成了环绕探测。
“祝融号”火星车上面有两个大眼睛，这两个大眼睛是导航地形相机，它能看得更远，来自主规划一个行进的路线。下面还有两个大眼睛，这两个大眼睛是避障相机，虽然它看得不是很远，但可以看得角度更宽。在实际的行驶过程中，前后还有两个避障相机辅助。火星车有6个轮，可以正负九十度进行转弯。
火星距离太阳要比地球距离太阳要远得多，因此火星上的太阳照度只有地球的大概40%。为了满足火星车在火星上工作的能量要求，“祝融号”火星车太阳能帆板就做得特别大，比之前的玉兔和玉兔二号要大得多，由4块太阳能帆板组成，设计灵感来源于蝴蝶。做成蝴蝶的形状便于收纳，另一方面蝴蝶比较漂亮，这也是科学家的浪漫。
为什么太阳能帆板展开是卫星发射的重要节点？
光是由没有静态质量但有动量的光子构成的，当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。单个光子所产生的推力极其微小，在地球到太阳的距离上，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量。
神舟飞船为什么只有一对太阳能帆板，原来好像有两对？
目前航天器使用的能源，主要包括太阳能、核能、以及发射时储存在压力容器中的高压气体等。几乎所有的卫星都以太阳能为主要的能量来源，为了能够在发射阶段和地影期间工作，会配备锂电池，称为二次能源。星上各种设备可能需要不同的电压，该项工作由供配电子系统的电源管理器负责搞定。
在卫星上，卫星平台正常工作需要的能量少，但是对维持卫星正常工作必不可少，大头是有效载荷。比如通信卫星的有效载荷，特别是转发器这部分至少将消耗掉60%以上的能量。
在卫星发射入轨阶段，为了能够把卫星放在整流罩里，太阳能帆板肯定是不能展开的。所以星箭分离后，卫星将依靠在地面充好电的电池维持正常工作，在这一段时间内，有效载荷一般是不开机的。
但是，发一颗卫星肯定是要让它干活的，而且电池的容量有限，为了使卫星真正开始工作，那就必须尽快展开太阳能电池帆板，让卫星具备自主的能源供给能力，这之后才会逐步启动有效载荷。
太阳能帆板一般由二至4块组成，发射前折叠后用弹簧压缩，再用火工机构将其锁紧。展开时，给火工机构指令，爆炸螺栓引爆，炸开锁紧机构，在弹簧力作用下自动将帆板展开。这一过程虽然看似简单，但是对于卫星进入真正的工作状态是非常重要的一个环节。各国都有失败案例，眼睁睁看着好好的卫星因为太阳能帆板不能打开而变成一颗垃圾卫星。
太阳能帆板的顺利展开虽然并不能完全说明发射任务已经获得成功，但绝对是一个非常重要的里程碑事件，有了电，后续的工作可以慢慢来，心中不慌。要是帆板不能展开，看着电池剩余的能量一点点变少，你可以想象处坐在测控中心的人都是是什么心情。
太阳能电池板怎么连接到帆板上？
神舟六号及其以前的神舟飞船都是两对太阳能电池板，服务舱一对轨道舱一对，从神舟七号开始只有一对太阳能电池板。这是因为神六及其以前的神舟飞船在返回舱返回地球以后轨道舱要留守在轨道上进行一些实验然后再入大气层烧毁。因此轨道舱需要独立的供电系统。神舟七号以后的神舟飞船轨道舱不再留守返回舱分离后直接进入大气层烧毁。
太阳能电池板怎么连接到帆板上当然属于技术问题，比如飞船上的许多试验仪器装置都依赖电力作为能源，因此太阳能帆板能否正常展开是飞船飞行中一个关键动作。太阳能帆板折叠固定在轨道舱的两侧，另一对大的折叠固定在推进舱外侧的舱壁上。
太阳能帆板在现实中有两种完全不同的含义：一种是收集太阳能的装置，通常用于卫星、宇宙飞船的供能，也用于安装在环保型汽车顶部；另一种是为航天器提供动力的装置，这种动力不同于传统的的火箭类发动机需要借助某种物质的高速喷射产生反向作用力推动航天器。
第一种意义的太阳帆板的基本原理是利用硅（Si）和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能，然后储存在蓄电池中以供卫星、宇宙飞船、电动汽车提供电能。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，他与太阳能帆板相似。太阳能帆板与太阳帆并不是同一种事物，太阳能帆板是一种收集太阳能的装置，而太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。太阳能帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。在飞船入轨之前，一对小的太阳能帆板折叠固定在轨道舱的两侧，另一对大的折叠固定在推进舱外侧的舱壁上。在升空阶段，为了使它们免受迎面空气动力流的作用，太阳能帆板折叠收藏在整流罩内，直到飞船进入轨道后才展开。而太阳能帆板上的硅片，就是“万向制造”。
以上就是关于“祝融号”太阳能帆板灵感来源于蝴蝶全部的内容，如果了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
