北京時間10月15日凌晨0時06分，美國國家太空總署（NASA）打造的「歐羅巴快艇」（Europa Clipper）號順利升空，開始前往木衛二的生命探索之旅。可是你知道嗎，「歐羅巴快艇」是NASA有史以來建造的最大的行星探測飛行器，它的太陽能帆板展開後總跨度達到30.5米，比一個標準籃球場還要寬。

圖說：環繞木星飛行的「歐羅巴快船」（想像）

「歐羅巴快船」為什麼需要這麼龐大的太陽能帆板？下面蝌蚪君將帶你一探究竟。

今年8月，NASA的工程師們在美國佛羅裡達州肯尼迪航天中心為“歐羅巴快艇”裝配上了一對“翅膀”——兩片巨大的太陽能帆板，它們將為“歐羅巴快艇”的太空旅程提供電力。

這對龐大的太陽能帆板每塊長約14.2米，接近3輛家用汽車的長度，高度約4.1米，比一層樓還要高出許多，它們也由此成為NASA為行星探測任務開發過的最大太陽能帆板。在發射前，這些太陽能帆板處於折疊狀態，但一旦在太空中展開，歐羅巴快艇的翼展將達到30.5米，它們因此也被NASA的工程師們親切地稱為「翅膀」。

圖說：「歐羅巴快船」與標準籃球場的大小對比

獲得更多的陽光

按照計劃，「歐羅巴快船」在發射升空後將飛行約5年半的時間，才能到達木星系統。在圍繞木星飛行的過程中，探測器將多次飛越木衛二，並使用一系列科學儀器來探測其冰層下的海洋是否具備支持生命的條件。

由於木星到太陽的距離差不多是日地距離的5倍，在木星的軌道上，「歐羅巴快船」能接收到的太陽能功率大約是地球附近的3-4%。要確保探測器獲得更多的陽光產生電力，巨大的太陽能帆板必不可少。

為了能夠最大限度的產生電力，太陽能帆板上所採用的太陽能面板也更為靈敏，轉換效率比一般家用太陽能板更高。在木星，它們的輸出功率可以達到約700瓦，可以滿足一台小型微波爐或咖啡機的用電需求。 「歐羅巴快船」上的電池則將負責儲存所獲得的電能，用以運行探測器上的電子設備、科學儀器、通訊設備、電腦以及包括24台發動機在內的整個推進系統。

極端低溫的考驗

在「歐羅巴快船」的探測任務過程中，它的太陽能帆板也將經受極端低溫的考驗。當偵測器處於木星的陰影中時，溫度將降至-240°C。為了確保這對「翅膀」能在極端環境中運行，工程師們在比利時列日航天中心的專用低溫室內對它們進行測試。

負責太陽能面板交付的專案經理Taejoo Lee解釋說，儘管探測器配備有加熱器和主動熱循環設備，可以維持飛行器內部的溫度在正常範圍內，但暴露在太空真空環境中的太陽能帆板沒有任何的保護，將直面木星陰影區的嚴寒低溫。

在「歐羅巴快船」發射約90分鐘後，太陽能帆板將從折疊狀態展開，整個過程約40分鐘。大約兩週後，固定在太陽能板上的6支天線也將展開到最大尺寸。這些天線屬於雷達儀器的一部分，用於搜索木衛二冰層內部及其下方的水，它們展開後的長度達到17.6米，與太陽能板垂直。

Taejoo Lee說：「在專案開始時，我們認為開發一個足夠堅固的太陽能帆板來支撐這些巨大的天線幾乎是不可能的。這確實很難，但團隊在應對這項挑戰時展現出了巨大的創造力，並最終解決了這個問題。

隨著「歐羅巴快船」的太陽能板展開，它正朝著揭開太陽系中這個最神秘衛星的秘密邁出重要一步。

參考資訊

NASA’s Europa Clipper Gets Set of Super-Size Solar Arrays

策劃：劉鯤張超楊柳

審核：劉勇中國科學院國家太空科學中心研究員、中國航太科普大使

來源：蝌蚪五線譜