热点关注:  
X射线 3D打印 中广核技 中国同辐 太赫兹 新冠疫情 粒子加速器 质子治疗 电子束辐照 放射性同位素 辐照交联 辐射剂量 直线加速器

产业应用 > 军工领域 > 正文

“毅力号”核动力火星车成功着陆!

航天航空卫星产业 核动力 核电池 放射性同位素
发布:2021-02-19 15:43:53     来源:科技日报

注释:动画模拟毅力号登陆火星全程。

据美国国家航空航天局(NASA)19日官网最新消息,在经历了203天的行程、穿越了2.93亿英里(约4.72亿公里)之后,NASA最大、最先进的火星探测器“毅力号”已于18日登陆火星。在美国东部时间下午3点55分,NASA喷气推进实验室的任务控制中心宣布成功登陆的确认信息。

图注:降落后毅力号传回的首张照片,确认着陆成功。

这是继今年2月10日阿联酋的希望号探测器和中国的天问一号探测器抵达火星后,又一抵达火星的探测器。据悉,这是迄今为止人类造价最贵的火星车,耗资达27亿美元。

不依赖阳光的核能发电装置

图注:RTG中使用的是二氧钚(钚-238),放射性衰变使其变得非常炽热(左)。1945年美国投掷到日本长崎的原子弹升起的蘑菇云(右),该原子弹的代号为“胖子”,使用的核燃料为钚-239。

虽然太阳能动力也可以在火星上工作,但有时候会遇到问题。当火星上起沙尘暴的时候,火星灰尘会遮挡90%的太阳光,灰尘也会覆盖电池板。毅力号火星车重约1000公斤,是一辆较大的火星车,大小如同一辆小型汽车。它上面搭载有数台高能耗仪器,所以它的能量需求很高,因此依靠太阳能发电不能满足用电需求。

毅力号火星车使用的是“放射性同位素热发电机”(Radioisotope Thermoelectric Generator,缩写为RTG)提供电能。其原理是,通过热电偶装置把放射性同位素钚-238衰变产生的热直接转换为直流电来提供火星车的行驶和各项仪器设备使用。

人造同位素钚-238的半衰期仅为88年,这意味着它的放射性衰减之快可以让它非常炽热。钚-238释放的是阿尔法射线,很容易被阻挡,这种物质不能用于核弹。RTG没有活动的部件,所以很可靠,并且放射性材料能够持续发热很多年。RTG除了用于为毅力号供电之外,余热还能为毅力号的各种仪器以及自身供暖。

毅力号使用的RTG装置是当年好奇号火星车的备用产品,重量约45公斤,里面封存有4.8公斤的二氧化钚。当电力需求低谷的时候,RTG就给两块锂离子电池充电,以备用电需求增加的时候使用。随着放射性元素的不断衰变,输出功率会越来越低,但毅力号上的RTG使用寿命至少可达14年。

其实,这种利用核能的方式并不是太新鲜的科技。当年阿波罗登月期间,就使用过这种发电装置。

对于那些飞往火星之外的探测器,使用核能几乎是唯一的选择。大名鼎鼎的旅行者1号探测器、旅行者2号探测器、先驱者10号探测器、先驱者11号探测器以及飞掠冥王星的新视野探测器,都是采用RTG供电。除此之外,探测木星的伽利略探测器、探测土星的卡西尼探测器也都是利用的RTG供电。唯一的例外是朱诺号木星探测器,朱诺号采用的是异常巨大的太阳能板供电,据说是由于当年用于RTG的钚238储备不足,不得已而采用权宜之计。

推荐阅读

中国航天雄心勃勃,研制核动力航天飞机,可穿梭太空旅游

中国在航天领域的成就是显著地,目标也是十分的明确,据悉中国想在2035年,实现运载火箭完全重复使用,在2040年之前拥有核动力航天飞机。 2018-01-01

核动力探测器突破!NASA将于5月2日发布一项重大声明

5月2日(周三),在克利夫兰的格伦研究中心(Glenn Research Center),他们将公布一个名为“Kilopower”的新型核反应堆电力系统的详细信息。 2018-04-28

中国最强辅助船曝光,将全部采用核动力

这艘辅助船被誉为中国最强辅助船只,将全部采用核动力,看来中国海军从此将走向全核化。 2018-11-19

太空探索将进入核动力时代,中国2025年发射核卫星

我国将加快在空间核动力技术领域的研发和应用,争取在2020年将空间核反应堆定型测试,2025年发射第一颗采用核反应堆为动力源的“试验卫星”! 2018-01-01

核技术军转民?中船重工公布振奋消息,巨舰功率或超美航母

中船重工近日宣布了一则消息,关于HHP-25的项目取得了重要突破,在不久将要投入使用中。中船重工的这则消息引起了巨大关注,因为这是军转民技术的一大成功实践。 2019-03-06
阅读排行榜