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月球车光伏玻璃表面微织构对月尘沉积量的影响

2021-11-08李嘉琪李航虞跨海薛玉君

表面技术 2021年10期

李嘉琪,李航,虞跨海,薛玉君

(河南科技大学 a.机电工程学院 b.土木工程学院 c.河南省机械设计及传动系统重点实验室,河南 洛阳 471003)

月球车作为一种能在月球登陆,并能对月球表面进行观察、分析和采样的太空探测器,是人们对月球探索的重要工具。太阳能光伏电池作为月球车的能源装置,面积较大且表面被光伏玻璃覆盖,在月球车的使用中极为重要。月球表面环境恶劣,岩石在恶劣的环境中被粉末化,在月球的表面形成一层月壤,其中,颗粒直径在1 mm 以下的被称为月尘[1]。在月球表面,月尘被扬起后会沉积在太阳能光伏电池表面,降低光伏玻璃的透光性,导致太阳能光伏电池的发电效率降低,给月球车的使用带来巨大的影响。在月球勘测任务期间,勘测者 3 号的太阳能光伏电池累积了约1 mg/cm2的月尘[2]。阿波罗14 号月球车的太阳能光伏电池在几天中沉积了约0.1 g/cm2的月尘,导致太阳能发电效率降低了2%[3]。阿波罗15 号月尘探测装置显示,月尘的沉积导致太阳能光伏电池在一年内的发电效率降低16%[4]。因此,研究月尘在月球车太阳能光伏电池表面的沉积非常重要。

目前,减少月尘在太阳能光伏电池表面沉积的方法主要有:防尘罩和防尘板,在月球车外表面加装机械装置,阻挡月尘在太阳能光伏电池表面的沉积[5-6];喷气除尘,使用高压气流对太阳能光伏电池表面进行冲刷,去除表面沉积的月尘[7-8];电帘除尘,在太阳能光伏电池表面安装一定规律排列的平行电极,施加一定频率的电场后,使用静电力去除沉积的月尘[9-12]。……

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