我国的祝融号火星车
5
月
15
日成功登陆火星开展科研工作,它将在火星上到处行动,采集火星的科学信息,在火星上留下属于中国的足迹。为了满足祝融号日常工作需要,祝融号火星车采用了太阳能作为主要能量来源。因此祝融号安装了很大的
4
块太阳能电池板。但是在火星上使用太阳能作为能量其实是不高效的,因为火星离太阳更远,太阳光更微弱。火星上太阳能的能量密度只有地球上的
40%
左右。而且到了晚上或者遇见沙尘暴,离开了太阳光的照射,我们的火星车也就没法工作了。
相比于太阳能,核电池是一种更高效的选择。核电池利用核能产生电,它可以不分白天黑夜一直产生能量。而且只需要一点点核燃料,核电池就可以使用几十年,因此核电池在航天中用途非常广泛。美国在
1977
年发射的旅行者
1
号就使用了核电池作为探测器能量来源,直到现在它都仍在工作,预计在
2025-2030
年才彻底没电。也就是说,这一枚核电池能够用上
50
年!美国
2011
年发射的好奇者号火星探测车也是使用了核电池作为能量来源,目前仍运行良好。那么作为这么好的一个能量来源,为什么我们的祝融号就不用它呢?
祝融号不用核电池是出于多种原因的考虑。首先,核电池用的燃料是钚
-238
这种材料,这是全世界最毒的材料之一,
5
毫克钚
-238
就可以毒死
1
个人,比氰化物还毒,
1
克钚
-238
就可以毒死
200
多人。而且钚的放射性特别强,因此对环境危害极大。这毕竟是在我国境内发射的火箭,而且使用的比较新型的长征
5
号火箭,因此发射任务有一定失败的可能。如果发射不幸出现意外,就可能造成钚
-238
的泄漏,从而导致生态灾难。美国就遇见过核电池发射失败的案例,后来为了清理钚
-238
,美国可是费了很大功夫!
其次,钚
-238
是一种人造元素,它在自然界中是不存在的,只能通过核电站里面的发生的核反应产生,因此非常稀有,价格也十分昂贵。我们的火星车设计寿命只有
3
个月,而且所携带的仪器能耗也不大,没有必要使用一块能用
50
年的电池。毕竟我国航天是出了名的高效,总是用最少的钱办成最厉害的事!
最后呢,我们也必须承认,我国在核电池技术上的积累是不如美国的,因为我们起步比较晚。目前美国的核电池功率可以达到
110
瓦,核电池产生的能量有
4.3
‰可以被利用。而我们的嫦娥
4
号也用了核电池,但功率只有
3
瓦,而核电池产生的能量只有
1
‰才能被利用。所以对于同一辆火星车,我国所需要的核电池数量要比美国多得多。
当然,由于核电池的众多优点是太阳能电池所不能比拟的,我国虽然在核电池领域起步较晚,但现在投入很大,也在奋起直追。如果未来的太空探测任务中,需要长时间、长距离工作,或者需要多种设备同时运行,那么我们肯定会搭载国产的核电池。说不定我们的下一辆核电池火星车已经在研发之中了。
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