對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

最近一直在看關於“核電池”的資料,網上有個科普介紹了核電池的原理,發現我們以前的認識有個很大的誤區,以為核電池可以用上1萬年,實際上最長能用100年就不錯了。而我國在嫦娥4號月球車首次使用了核電池,這讓國人非常自豪!

核電池的原理非常簡單(實現起來卻不簡單),和航母上的核反應堆不一樣,它是利用同位素衰變發電的一種裝置,包括直接式和間接式兩種。直接式就是在同位素衰變時產生的帶電粒子,能夠產生電流,這種電流比較微弱,一般用於心臟起博器的電池。間接式則是通過熱機、熱電偶等換能器將同位素衰變產生的熱量轉換成電能。

對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

左衰變產生α粒子,右衰變產生熱量

核電池在上世紀50年代取得實質性進展,和太陽能電池和化學電池相比,其體積小、重量輕、壽命長,而且其能量大小、速度不會受到外界環境溫度、壓力、電磁和化學反應的影響,可以在很大溫度範圍內和惡劣的環境中穩定工作。因此,在航天領域核電池應用非常多。

當然,這是指美俄用得多,我國則是中國原子能研究院於2004年開始啟動航天用同位素電池開發,2006年研製出我國第一顆鈈238同位素電池。但是,在嫦娥4號上所用的核電池由俄羅斯提供,這在《人民日報》採訪俄羅斯國家航天集團總裁羅戈津時所說的。並且這個核電池嚴格來說就是一個“暖寶寶”,因為我們只是利用它產生的熱量來保持月球車在月夜中不會凍壞,以免在月晝來臨時不能喚醒。

對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

去年胖5復飛成功,今年我國將會啟動火星探測計劃,到時我們將會一次性完成“繞、落、巡”三大任務。火星車還沒有發射,我們的自媒體卻早已在“唱歌”。下面這位是一個比較有代表性的加V自媒體,它說我國“一舉追平美國近半個世紀的探火歷程”!

對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

實情是這樣嗎?

我們簡單來對比一下我國“火星一號”和美國的第四臺火星車“好奇號”的電力系統,就很清楚了。

下圖是2018年我國在IAC2018公佈的火星漫遊車模型,可以很清楚的看到和蝴蝶翅膀一樣的太陽能電池板。

對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

好奇號是美國在2011年11月發射的火星探測器攜帶的火星車,它的任務包括:探測火星氣候及地質,探測蓋爾撞擊坑內的環境是否曾經能夠支持生命,探測火星上的水,及研究日後人類探索的可行性。好奇號設計運行2年,不過7年過去了它的狀況還非常良好,因而探測任務被無限期延長。

好奇號能夠延長壽命的資本就是,它第一次使用了“核動力”。好奇號的核電池由兩部分組成,一個裝填鈈-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶,這一系統設計使用壽命為14年!

對比國產和美國火星車,看看我們有沒有一舉追平中美差距?

和科幻電影中的機器人很像的好奇號

好奇號的核電池的使用壽命遠高於太陽能電池,而且在火星這個沙塵暴非常多又非常猛的地方,核電池不管在哪個方面,性能都要比太陽能電池優越。

只從這一個角度來看,我們在火星車的設計上就落後美國不少年。不過,如果我們真能成功將“火星一號”送到火星上,那就是人類第二個有能力探測火星的國家,那真的是非常了不起的事情!


分享到:


相關文章: