火星洞察探测器坚持不住了
Insight离开地球已经三年多了,但是太阳能电池板被堆积的火星尘埃覆盖,导致其太阳能获取效率逐渐下降,各种仪器性能逐渐落后。如果这种趋势持续下去,估计一年左右任务就结束了。
这些因素在中国太阳能电池板的设计中得到了考虑。因为火星离太阳较远,这里的太阳能密度离地球只有40%左右,这就要求太阳能电池板有极高的集能效率。它使用四个由三结砷化镓组成的巨大“蝴蝶形”太阳能电池阵列,以确保充足的能源供应。通过防尘涂层技术,朱荣表面的防尘能力得到了很大的提高。如果灰尘积累到一定程度,甚至可以像蝴蝶一样举起自己的翅膀,让灰尘自然落下,这样任务就不会受到太大影响。
但是,对于旷日持久的全球沙尘暴,只能是“我承受不起,但我可以躲起来”,睡觉吧,先避开“风头”。
灰尘确实是太阳能火星车在火星上生存的最大问题之一。著名的《精神与机遇》也是如此。在2007年火星上的巨大沙尘暴中,99%的阳光被灰尘覆盖了几个月,导致兄弟俩的任务几乎失败。然而,他们最终在恶劣的环境中幸存下来,并通过休眠获得了比地球风速快10多倍的新生命。
然而悲剧的是,2018年,一场席卷全球的巨大沙尘暴出现在火星上,机遇号因能源问题再次陷入沉睡。年底沙尘暴平息后,NASA尝试了800多次联系,都没能叫醒它。最后,它不得不放弃在火星上工作了15年的火星车。
其实太阳能的问题完全可以通过放射性同位素马达来解决。这种电池是根据钚238等放射性元素衰变放热的原理,利用热量发电,多余的热量也可以用来给核心仪器保温。《火星救援》年,马克达蒙取出了核电池进行加热,但不用担心辐射。这种粒子只是粒子,随便一挡就会消失。
钚-238的半衰期长达88年,这意味着核电池的理论寿命极长,至少与其他仪器相比是如此。但要得到这种元素并不容易,因为它是核原料的附属产品。现在世界各国基本都停止了大规模发展,只能消耗库存,价格极高。朱诺去木星必须使用非常大的太阳能电池板,一个重要原因是钚238不够,太珍贵。目前在火星上使用的只有好奇心和毅力。
中国在嫦娥三号上使用过它进行隔热,在嫦娥四号上使用过它进行隔热发电试验。希望将来在火星和进一步的深空探测中使用大型核电池。
特别是对于进一步的深空探测,太阳能很少,没办法,几乎要用核电池。