利用自动太阳能电池板制动，火星卫星可以在创纪录的时间内进入轨道

执行火星科学任务的卫星通常以低空轨道为目标，以执行其操作。

轨道越低，从地球到达时需要进入的推进剂就越多。为了节省推进剂，使用了一种叫做空气制动的技术。这是一个小的推进机动，以进入一个大的轨道;然后，卫星多次穿过上层大气，利用太阳能电池板的阻力，一次缩小一点轨道的大小，直到它在行星上方的正确高度。

这项技术通常需要三到六个月才能完成，并且需要地面团队的持续监督。

伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的航空航天工程师们现在已经开发出一种方法，使用铰接式太阳能电池板在整个过程中引导卫星，减少所需的通过次数，并可能节省推进剂和时间。

扎克·帕特南教授说:“如果我们可以旋转太阳能电池板，我们就可以控制产生多少阻力，实际上我们可以在大气层通过时控制加热和能量消耗。”“这意味着我们可以飞得更接近操作限制，并更快地进行空气制动。”

该团队开发了一种实时算法，就像自动驾驶仪一样，利用航天器机载导航系统的信息，根据当前的大气条件实时确定太阳能电池板的角度。

飞行过程中的主要限制因素是太阳能电池板的温度。当卫星撞击火星大气中的分子时，摩擦会使电池板加热，从而损坏它们。

帕特南补充说:“能够在每次通过大气层时引导卫星，使我们能够确保在飞行接近热极限时不会使太阳能电池板过热。”“这是一个很大的进步。而不是三到六个月的空气制动，可能只需要几个星期。”

虽然这项研究的重点是实现一次穿越大气层的自动化，但在一次完整的空气制动过程中，这一过程将重复多次。

随着卫星的轨道越来越紧，完成一个轨道所需的时间会减少，直到轨道非常短，以至于没有时间从航天器向地球传输信息，等待决定，然后发送命令回来进行修正。

这就是为什么航天器本身需要一定程度的自主权，以帮助它在没有任何人类互动的情况下气动制动进入正确的轨道。

“前往火星需要6到9个月的时间。我们真的不能改变这一点，但我们认为我们可以缩短空气制动到低空轨道所需的时间。”“我们节省下来的推进剂可以用来做其他事情，比如延长航天器的寿命。”

目前的空气制动方法也需要地面团队每天24小时工作大约6个月。