“天问一号”搭载的火星车采用太阳能电池,为什么不用核电池?

定居地球的人类从未放弃对火星的探索。早在几十年前,美国就开始对火星的探索,在1975年便将海盗号系列火星探测器送上火星;而中国在航天技术上起步较晚,经过不断地努力,7月23日将中国第二个火星探测器“天问一号”送上太空,按照计划,天问一号将在明年2月登陆火星。

“天问一号”搭载的火星车采用太阳能电池,为什么不用核电池?

核电池优势明显,支持续航几十年

据介绍,天问一号搭载的火星探测器采用的是太阳能电池,在距离太阳更远的火星上,太阳能电池获取到的光源远比地球要少,所以在航天领域,一般都会在探测器上搭载核燃料电池。

什么是核电池?简单来说,核电池就是利用核能转化为电能,一般使用在心脏起搏器、航天器当中。核电池又被称为放射性同位素发电装置,分为很多不同的种类,其中用于航天器的是温差式核电池,利用核衰变产生的热能转化为电能,供给航天器使用,能够保证航天器在恶劣的太空环境下持续工作。

“天问一号”搭载的火星车采用太阳能电池,为什么不用核电池?

值得注意的是,相比于太阳能电池,核燃料电池更适用于航天领域,因为其具有高可靠性、高能量密度、结构简单,并且寿命更长的优点,即使在火星这样早晚温差极大的恶劣环境中也能稳定输电。

最早在航天器用核电池的是美国的人造卫星,而使用在1977年探测器旅行者一号的核电池能够支撑其工作几十年,至少要到2025年才会耗尽电力,而首辆使用核电池的火星探测器,是美国NASA的好奇号火星车,于2012年成功发射。

“天问一号”搭载的火星车采用太阳能电池,为什么不用核电池?

国内技术不成熟,取长补短

核电池具备种种优势,为什么天问一号不采用核电池,反而在太阳能条件更差的火星上,要使用太阳能电池呢?难道是我国不会核电池技术吗?其实,我国2018年发射的嫦娥4号就搭载了核电池,但是嫦娥4号所用的核电池功率只有3W,转化电能也十分低效,甚至不足千分之一,相比之下美国的好奇号搭载了110W核电池,转化率高达4.3%,可以看出我们与美国的技术差距,所以,技术能力有限是天问一号放弃核电池的重要原因。

“天问一号”搭载的火星车采用太阳能电池,为什么不用核电池?

俗话说,术业有专攻,我国的核电池技术确实差强人意,但是光伏发电技术却是优势。天问一号探测器搭载的是我国最先进的实用性太阳能电池阵列,采用4块太阳能电池板,电能转化率高达80%以上,即使在太阳能缺乏的火星上也足以为天问一号提供90天的电能。再加上太阳能电池的成本更低,天问一号也没有放着祖国更成熟的太阳能技术,而采用核电池的道理。

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页面更新:2024-05-02

标签:太阳能电池   核电   术业   火星   航天器   核燃料   温差   电能   美国   探测器   太阳能   航天   优势   我国   数码   技术

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