超期服役2年洞察号长眠，因灰尘覆盖严重缺电，祝融号如何避免？

服役将近4年，美国NASA的火星探测车“洞察号”电量终于耗尽，发出最后一张照片后，将长眠于火星。尽管它采集了一系列重要数据，却因太阳能板被灰尘覆盖，最终严重缺电，只能停止服役。而我国祝融号也采用太阳能供电，如何避免此类问题？

火星是一片寒冷的沙漠，大气中基本都是旋转的尘埃。洞察号于2018年11月底登陆火星，降落在火星赤道以北广阔且相对平坦的埃律西昂平原。

本来任务是2年，经过评估运行了4年，但是一直饱受灰尘困扰，即便是洞察号的机械臂多次尝试帮助其清理太阳能板，但是还是徒劳，由于干燥的灰尘富含静电，使得太阳能板上的灰尘始终无法清除。

最终形成了一层阳光无法穿透的灰尘层，因为发电量的大幅度减少，NASA不得不停用了“洞察号”的机械臂，把所有电量都用在探测仪器上。

但是现在最后一点电量也已经用完，拍摄最后一张照片后，发表了感谢留言，长眠于火星。

而我国的祝融号火星车也已经在火星度过了400多个火星日，行驶了2000多米，获取了大量数量已经传输回地球。

祝融号安全度过了火星寒冬、沙尘暴等极端天气，最为重要的是巧妙的设计让它可以轻松面对灰尘对太阳能板的影响。

祝融号集成了4片巨大的三结砷化镓构成的“蝴蝶型”太阳能电池阵列，其转化效率可以达到31%，确保足够能量供应电力。这种冗余设计和蝴蝶结构对于应对灰尘变得轻松。

太阳能电池表面增加了超疏基电池盖片，这是一种模仿荷叶的纳米级微观结构，可以减小火星尘颗粒与太阳能电池之间的接触面积，进而使得颗粒更容易被火星风吹走，除尘效率可达80%以上。

另外，祝融号太阳能板两侧采用类似与蝴蝶翅膀一样的设计，可以实现转动的和折叠，进而直接倒掉覆盖在太阳翼表面的火星尘。

当祝融号遭遇火星的冬季，最低温度在零下100摄氏度，沙尘天气也会更多，因此，设计团队在抗低温、抗沙尘、电力保障上进行了针对性设计。

比如：采用两个圆形的集热窗让祝融号接受阳光进行保温；使用太阳能定向追踪功能，调节接受太阳光角度；遇到风沙时改变工作模式，节省电力等等。

由于祝融号6个车轮均可独立驱动，独立转向，还具备蟹行运动能力，用于灵活避障以及大角度爬坡。还有独门秘笈：车体升降、尺蠖运动，能进一步“抖动”身体，震落灰尘。

而真正解决火星电力问题的办法，还有采用核动力（同位素）电池配合，实际上美国的毅力号火星车就是这样干的。

之所以我们没有选择，是因为我们的技术处于试验阶段，我国的同位素研究是从2004年开始的，2006年制造出第一颗238同位素电池。“嫦娥三号”探测器登月，即使用了该款核电池。

而“嫦娥四号”降落在月球背面，这是人类第一次登陆该区域，因此除了太阳能供电，我们还配备了同位素核电池（钚-238）供电装置。功率不高，只有2瓦左右，仅仅供夜间采集温度数据时候使用。

“嫦娥五号”采用的锂离子蓄电池组+太阳电池阵列，同样出色地完成了任务。之所以没有使用同位素核电池是因为执行任务周期短，光照充足，并且自主的能源i系统可以保障电力供应。

而同位素核电池能力密度低，价格还很昂贵，例如我国十几年前购买一支大小相当于2#干电池的同位素电池，输出功率只有500mW，就花了3000万元。

能量密度低，转化效率低成为同位素核电池的发展的瓶颈，因此我国依旧在寻找突破，预计在嫦娥六号等后续发射任务中继续验证，以便于最终使用到下一代火星上去。

这还需要我们科学家孜孜不倦地努力，总之独立自主研制才是王道。