11月20日下午3點,“嫦娥一號”上搭載的24項有效載荷陸續打開了16項,包括電源、數據儲存器、通信總線等。
每一項有效載荷的開啟,都必須有一個極其重要的前提——特定的溫度環境!劉自軍,中國空間技術研究院總體部工程師,就是完成這一任務的關鍵人物。
“嫦娥一號”熱控制分係統副主任設計師劉自軍———
記者:溫度對開啟有效載荷有何影響?
劉自軍:溫度合不合適,直接影響著有效載荷能否正常打開。例如,電子設備一般要求溫度在-5℃到45℃之間、蓄電池性能最好的溫度條件為-5℃到10℃;低了或高了,設備都可能無法正常工作。
熱控制分係統就是要為“嫦娥一號”各分係統、所有設備的正常工作提供適宜的溫度。
記者:哪件設備對溫度要求最苛刻?
劉自軍:有效載荷的設備。比如CCD立體相機、激光高度計等,一般都要求17℃-23℃左右。可我們希望將溫度控制在19℃-20℃。
記者:提供如此精確的溫度,要克服哪些困難?
劉自軍:弄清月球的溫度分布,是我們遇到的第一個困難事兒。
“嫦娥一號”面臨的空間環境很復雜,要面對月球紅外輻射,和月球所反射的太陽光(即反照)的考驗。以前在地球軌道環境下,盡管地表一樣有紅外輻射和反照,但地球大氣使溫度變化並不像月球那麼劇烈。月球環境中,溫度可低到-180℃左右、高到130℃以上;兩三百度的溫差,要將溫度控制在很窄的范圍,難度較大。此外,還要考慮太陽電磁波輻射、衛星自身工作模式等。
記者:如何對付這些麻煩?
劉自軍:我們給“嫦娥一號”和它的設備穿上“衣服”,把太陽輻射、月球紅外輻射等擋在外面。衛星表面金燦燦的部分,就是我們為它制造的“外衣”。
對有效載荷,我們還配置了加熱器和散熱板,冷了把溫度升上去,熱了再降下來。我們進行過很多次試驗,模擬了從衛星發射到其壽命終結的各種狀態。
記者:試驗是怎樣進行的?
劉自軍:我們在空間模擬器中用液氮降溫模擬空間環境;用發熱量很大的紅外輻射熱源模擬空間輻射。將設備放入,通過溫度傳感器檢測各部件的溫度。
“嫦娥一號”上,我們布置了大量溫度傳感器採集溫度。現在,我們每天都在關注衛星上設備的溫度變化。後面還有大考驗——月食,很長時間內沒有陽光照射,衛星的溫度會下降很快,但我們很有信心。(李嬋)
