美國的“毅力號”作為火星上最新的地球來客,如今已經在火星上展開了自己的探測工作,如果運氣好,或許它還能有機會發現火星生命的奇跡。
當然,來自中國的“天問一號”在今年5月份的時候,也會擇機在火星上著陸,但是,和美國NASA的火星車不同的是,中國的火星車只能在火星表面工作3個月左右的時間,但是,美國的火星車最長的卻已經工作了15年,中國差在哪里呢?
美國的機遇號火星車
在火星探測方面,美國絕對是世界上最厲害的國家,上世紀60年代,美國就已經成功發生了火星探測器,而同期地球上的其它國家,除了前蘇聯還算是美國的對手之外,很多國家還在為研發本國的第一顆人造衛星而努力,由此可見,差距不是一點半點的。
上世紀70年代,美國的火星探測器就成功在火星表面著陸了,而當人類進入到21世紀之后,美國對于火星也是越來越感興趣,特別是在太空移民方面,美國也是最早計劃改造火星、移民火星的國家。
既然想要在火星上生活,自然也就需要對火星進行更深入的探測。人類的科學技術水平在不斷提升,火星車也是一樣。
于是,在2003年代的時候,美國發生了迄今為止,在火星上工作最久的一個探測器——機遇號。自從2004年抵達火星,并且成功于火星表面著陸后,一直到2019年2月份,機遇號徹底和地球失聯,它一共在火星上工作了15年的時間。
說起來,科學家們發現火星上存在水,同時發現火星上可能存在生命,也都與機遇號的探測有關,機遇號曾經在火星上發現“黏土”的痕跡,這意味著,在它經過的地方,火星的土壤是綿密而又潮濕的,同時,也意味著火星地下可能存在著豐富的水資源,甚至不排除有生命誕生。
那么,為何機遇號可以在火星上生存這么久的時間呢?這是因為機遇號的動力來源,是采用的可充電式的鋰離子電池,它可以通過吸收太陽的熱量充電,從而讓自己處于一個“能量滿滿”的狀態。
而從好奇號開始,NASA的火星車電池又升級了,安裝的都是核電池,包括今年抵達火星的毅力號,相較而言,中國的火星車只能工作3個月,和美國方面的差距還是非常大的。
中國造不出核電池?
什么是核電池呢?簡單來說,就是使用核能來產生電流的電池。當放射性物質發生衰變的時候,就會釋放出很多的帶電粒子,這個時候,就會有電流產生,核電池的制作原理就是如此。
目前,核電池早已經被 用在航天、軍事等多個領域,當然,這也是相對而言的,比方說,核電池在美國的應用就是比較廣的,但是在其他國家,卻普遍都處于研發階段。
NASA在火星探測器上安裝的核電池,它事實上要更加精密和復雜。因為探測器如果重量太大,就會導致很多問題的發生,所以,對于探測器來說,減重也是關鍵。
太空領域使用的核電池,一般都是體積很小的微型核電池,它的直徑不足2厘米,但是從電力方面來看,卻是普通化學電池的100萬倍以上,由此可見,核電池有多強大,自然不必多說了。
那么,我國“天問一號”火星車沒有辦法在火星上持久工作,是因為中國造不出核電池嗎?事實上,我國目前已經成為了繼美國和俄羅斯之后,世界上第三個在太空探索領域,使用核動力裝置的國家,這意味著,我國并不是造不出核電池。
那么,為何我國的火星車,沒有使用核電池呢?這是因為在研究火星車的過程中,研究者們考慮到火星上多變的氣候環境,另辟蹊徑使用了正十一烷變相保溫裝置,這一套系統可以在白天吸收充足的熱量,之后,到了夜晚又會穩定發熱,可以起到保溫,又電力十足的效果。
當然,作為我國第一臺火星車,“天問一號”還要完成“繞落巡”三個步驟,可以說也是非常困難的,同時,和技術過硬,并且擁有著豐富火星登陸、火星探測經驗的NASA來說,我國的火星車存在著很多的不足之處,也是在所難免的。
而且,研究者也表示,作為我國第一臺火星車,當初設計的時候,就是設計的為期3個月的工作壽命,但是,這并不意味著中國的火星車3個月后就會失靈了,因為它是自主發電的裝置,所以,或許也可以在設計壽命結束后,仍然自主工作幾年,甚至更久的時間。
而且,這也并不是我國唯一的一臺火星車,未來,我國還將發射更多的火星車,對火星進行更深入的探測,甚至向嫦娥五號一樣,也有可能會完成火星采樣后返回地球的任務。
因此,雖然這一次“天問一號”使用的是正十一烷變相保溫裝置,但是未來從我國航天發展的角度來看,核電池的研發和普及應用,仍然是主流。
而且我國探測器也不是沒有使用過核電池,在2018年抵達月球背面的嫦娥四號探測器,它上面的電力系統,就是使用的核電池,而且一直到今天,嫦娥四號也仍然在月球表面工作著,為人類探測著月球。
說起來,我國在核電池研發領域,其實并沒有起步很晚,在1971年3月,中國第一塊可以通過放射性同位素衰變來發電的電池,就已經在上海研發出來了。
只不過,過去的幾十年時間里,我國在核電池領域的進步,一直都沒有美國和俄羅斯快,不過,未來伴隨著我國科學技術的不斷發展,相信用不了多久,我國的核電池也會在多個領域普及應用的,一起拭目以待吧!