“嫦娥四号”登月，电从哪来？

嫦娥四号是如何着陆的？

经过约38万公里、26天的漫长飞行，1月3日，嫦娥四号进入距月面15公里的落月准备轨道。

据媒体报道，嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降，探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。

在6到8公里处，探测器进行快速姿态调整，不断接近月球；在距月面100米处开始悬停，对障碍物和坡度进行识别，并自主避障；选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降。最终，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区。

嫦娥四号的能量从哪里来？

看到这里，很多小伙伴估计会有疑问，如此复杂的航天科技、如此精准的降落轨迹，嫦娥四号探测器是靠什么来完成一整套高难度动作的？

毫无疑问，答案是电能！是强大稳定的电能供应，支撑着探测器成功着陆，稳定的供能系统也是此次嫦娥四号探月的功臣之一！

如图所示，嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成，着陆月面后将择机释放巡视器，对月球背面巡视区地貌、矿物组份、浅层结构进行探测，并在国际上首次实现月基低频射电天文观测。

从图中可以发现，嫦娥四号探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空以太阳能为能源来源，为探测器提供了源源不断的电能。

在浩瀚无垠的太空之中，光伏发电板如同嫦娥四号的双翼，带着全国人民的期望、向往和骄傲，携嫦娥四号飞往目的地。

作为动力来源，这些高效光伏发电板是探测器维持正常运转的基础。

太空航天器的电究竟从哪里来？

太空航天器所需的电能，一般来自自备的发电站。以载人航天器为例，其发电站有太阳能发电、核能发电、燃料电池供电和蓄电池供电等方式。采用哪种方式供电，要根据航天器要求的用电功率大小、在空间停留时间的长短和使用条件等来决定。

太空航天器需要太阳帆板（即光伏发电板或称太阳翼）和蓄电池协同工作。在光照区，光伏发电板转化太阳能为电能，一边给航天器供电，一边为蓄电池充电。航天器在光照区用太阳能电池发电、供电，在阴影区用蓄电池供电。

值得一提的是：此次嫦娥四号的能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能。

之前的嫦娥三号在执行任务时，因为在月夜期间无法获得太阳能，探测器这时完全断电，所有电子设备都不进行工作。而这一次，嫦娥四号探测器却做了特别的尝试，它利用了供热系统来给设备供电。

所谓“同位素温差发电与热电综合利用技术“，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。当月夜来临，同位素热源将为仪器设备供热，保证航天器在-180℃的环境中不被冻坏，安然度过寒冷漫长的月夜。

新技术：温差式放射性同位素电源

温差式放射性同位素电源，是指放射性同位素衰变时释放的衰变能以衰变产生的粒子和新核素反冲核的动能形式出现，在粒子和反冲核与物质经过多次碰撞后转变为热能，之后再利用半导体的塞贝克效应将热能转变为电能。

美国率先对温差式放射性同位素电源进行了研究。至今，美国发射了20多艘航天器，携带了40多个放射性同位素电源。卡西尼号探测器于2004年到达土星，携带的单个同位素电源电功率为285瓦。前苏联20世纪60年代开始空间核电源的研制，早期温差式放射性同位素电源研制使用的放射性同位素是钋-210。2006年6月，中国原子能科学研究院同位素研究所研制成功国内第一个钚-238同位素电池。温差式放射性同位素电源将在太空领域、恶劣环境或一些特殊场合得到大量应用，以保证能源供应。

——《中国电力百科全书》（第三版）

太空航天器电力系统知识ABC

供电系统可靠：对于太空航天器而言，电力系统是一个核心组成部分，它必须能够在极端环境条件下仍然保持极高的可靠性。太空航天器设计上对电源的要求是“一次故障正常，二次故障安全”，即当电源出现一次故障时，航天器完全能够正常飞行，一旦出现第二次故障，就要有足够的电源保证地面上的指令能传递到航天器上，指示航天员操控飞船立即返回地面。

使用寿命足够长：航天器供电系统不仅必须确保每一件航天器搭载设备的电力使用需求，还必须确保在整个航天器的使用寿命内能持续提供这样的电力支持——可能是几年、几十年甚至上百年。专家表示，供电系统设计的使用寿命必须足够长，因为一旦发生故障，再要想派工程师前去维修显然是不现实的。

能经受极端环境考验：考虑到太空航天器运行环境的特殊性，航天器电力系统还必须能够在零重力和高真空环境下正常运作，同时必须经受超强辐射环境和极端温度的考验。如果你的探测器打算在金星表面着陆，那边的温度是460摄氏度。而如果你打算冲入木星大气层，那么那里的温度是零下150摄氏度。