太阳电池阵火星环境发电建模仿真

石海平，陈 燕，贾 阳，屈 严，刘治钢，王文强，彭 松

（1. 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094；2. 苏州同元软控信息技术有限公司，苏州 215123；3. 上海空间电源研究所，上海 200233）

引 言

火星作为地球最近的类地行星，是各国开展深空探测的重要目的地，太阳电池阵-蓄电池电源系统作为应用最广泛的航天器电源系统，仍然是火星探测航天器重要的电源系统技术，由于受火面光照强度、火星尘、火面气候等影响，太阳电池阵-蓄电池电源系统在火面应用相比于近地应用有很大区别，尤其是在太阳电池阵设计及发电功率预算方面，对于首次火星探测任务，无火面光谱、温度、火星尘等因素影响下的太阳电池阵发电实测数据，给火星探测器电源系统设计造成了很大困难。

2020年之前，美国、俄罗斯、日本等国发射了42次火星探测任务，成功或部分成功22次，其中4个着陆器成功着陆火星，4辆火星车成功登陆火星，均由美国发射完成，除“好奇号”（Curiosity）采用同位素电源外，“勇气号”（Spirit）、“机遇号”（Opportunity）火星车均采用太阳电池阵发电，并设计了同位素热源，而“探路者”（Mars PathFinder，MPF）携带的火星车功率很小，任务较为简单，采用着陆平台有线供电。通过对火星大气、光谱等进行测量，获得了火面光照、温度等环境数据，并对火面光照强度的计算进行了分析，给出了相应的计算方法[1]。但由于设计目的及条件的不同，未见针对火面太阳电池阵发电仿真计算的公开报道。

本文在综合分析火面太阳电池阵发电影响因素的基……