美国火星车可以工作15年,为什么我国火星车只能工作3个月?
美国的“毅力号”作为火星上最新的地球来客,如今已经在火星上展开了自己的探测工作,如果运气好,或许它还能有机会发现火星生命的奇迹。
当然,来自中国的“天问一号”在今年5月份的时候,也会择机在火星上着陆,但是,和美国NASA的火星车不同的是,中国的火星车只能在火星表面工作3个月左右的时间,但是,美国的火星车最长的却已经工作了15年,中国差在哪里呢?
美国的机遇号火星车
在火星探测方面,美国绝对是世界上最厉害的国家,上世纪60年代,美国就已经成功发生了火星探测器,而同期地球上的其它国家,除了前苏联还算是美国的对手之外,很多国家还在为研发本国的第一颗人造卫星而努力,由此可见,差距不是一点半点的。
上世纪70年代,美国的火星探测器就成功在火星表面着陆了,而当人类进入到21世纪之后,美国对于火星也是越来越感兴趣,特别是在太空移民方面,美国也是最早计划改造火星、移民火星的国家。
既然想要在火星上生活,自然也就需要对火星进行更深入的探测。人类的科学技术水平在不断提升,火星车也是一样。
于是,在2003年代的时候,美国发生了迄今为止,在火星上工作最久的一个探测器——机遇号。自从2004年抵达火星,并且成功于火星表面着陆后,一直到2019年2月份,机遇号彻底和地球失联,它一共在火星上工作了15年的时间。
说起来,科学家们发现火星上存在水,同时发现火星上可能存在生命,也都与机遇号的探测有关,机遇号曾经在火星上发现“黏土”的痕迹,这意味着,在它经过的地方,火星的土壤是绵密而又潮湿的,同时,也意味着火星地下可能存在着丰富的水资源,甚至不排除有生命诞生。
那么,为何机遇号可以在火星上生存这么久的时间呢?这是因为机遇号的动力来源,是采用的可充电式的锂离子电池,它可以通过吸收太阳的热量充电,从而让自己处于一个“能量满满”的状态。
而从好奇号开始,NASA的火星车电池又升级了,安装的都是核电池,包括今年抵达火星的毅力号,相较而言,中国的火星车只能工作3个月,和美国方面的差距还是非常大的。
中国造不出核电池?
什么是核电池呢?简单来说,就是使用核能来产生电流的电池。当放射性物质发生衰变的时候,就会释放出很多的带电粒子,这个时候,就会有电流产生,核电池的制作原理就是如此。
目前,核电池早已经被 用在航天、军事等多个领域,当然,这也是相对而言的,比方说,核电池在美国的应用就是比较广的,但是在其他国家,却普遍都处于研发阶段。
NASA在火星探测器上安装的核电池,它事实上要更加精密和复杂。因为探测器如果重量太大,就会导致很多问题的发生,所以,对于探测器来说,减重也是关键。
太空领域使用的核电池,一般都是体积很小的微型核电池,它的直径不足2厘米,但是从电力方面来看,却是普通化学电池的100万倍以上,由此可见,核电池有多强大,自然不必多说了。
那么,我国“天问一号”火星车没有办法在火星上持久工作,是因为中国造不出核电池吗?事实上,我国目前已经成为了继美国和俄罗斯之后,世界上第三个在太空探索领域,使用核动力装置的国家,这意味着,我国并不是造不出核电池。
那么,为何我国的火星车,没有使用核电池呢?这是因为在研究火星车的过程中,研究者们考虑到火星上多变的气候环境,另辟蹊径使用了正十一烷变相保温装置,这一套系统可以在白天吸收充足的热量,之后,到了夜晚又会稳定发热,可以起到保温,又电力十足的效果。
当然,作为我国第一台火星车,“天问一号”还要完成“绕落巡”三个步骤,可以说也是非常困难的,同时,和技术过硬,并且拥有着丰富火星登陆、火星探测经验的NASA来说,我国的火星车存在着很多的不足之处,也是在所难免的。
而且,研究者也表示,作为我国第一台火星车,当初设计的时候,就是设计的为期3个月的工作寿命,但是,这并不意味着中国的火星车3个月后就会失灵了,因为它是自主发电的装置,所以,或许也可以在设计寿命结束后,仍然自主工作几年,甚至更久的时间。
而且,这也并不是我国唯一的一台火星车,未来,我国还将发射更多的火星车,对火星进行更深入的探测,甚至向嫦娥五号一样,也有可能会完成火星采样后返回地球的任务。
因此,虽然这一次“天问一号”使用的是正十一烷变相保温装置,但是未来从我国航天发展的角度来看,核电池的研发和普及应用,仍然是主流。
而且我国探测器也不是没有使用过核电池,在2018年抵达月球背面的嫦娥四号探测器,它上面的电力系统,就是使用的核电池,而且一直到今天,嫦娥四号也仍然在月球表面工作着,为人类探测着月球。
说起来,我国在核电池研发领域,其实并没有起步很晚,在1971年3月,中国第一块可以通过放射性同位素衰变来发电的电池,就已经在上海研发出来了。
只不过,过去的几十年时间里,我国在核电池领域的进步,一直都没有美国和俄罗斯快,不过,未来伴随着我国科学技术的不断发展,相信用不了多久,我国的核电池也会在多个领域普及应用的,一起拭目以待吧!