「的確啊,月球上還稍微好一些,火星上就差太多了!」王峰非常贊同對方的觀點,火星環境惡劣,而太陽能板對於使用環境的要求又很高,比如說光照強度,所以這就很難搞。
「不過沒辦法啊,由於技術問題,還有成本問題,我們還是沒有辦法直接上核電池!」王司長為難地說道,畢竟如果可以直接上核電池的話,誰願意用太陽能板呢,要知道在那種惡劣的環境下,太陽能板的壽命比核電池差遠了,而且限制也大得多。
或許是怕王峰不明白,王司長繼續補充道:「這就會被別人拉開差距,首先會導致我們發射的探測器,或者說火星車的運行壽命比美國人的火星車要短很多,這不僅僅導致探測器的經濟性不足,更是會浪費一次難得的窗口期。」
「地球與火星的會合周期是26個月,因此探測火星的發射窗口每隔26個月出現一次。太陽系八大行星中,屬火星的會合周期最長了,因此其發射窗口出現的機會也最少,其次就是金星了。水星發射窗口出現的機會最多,每隔116天就出現一次,其他行星的會合周期基本在一年左右。」
「所以說想要真正的實現對外探索的長期性目標,核電池技術是必須要攻克的!」王司長說道:「尤其是這個技術還關係著我們火星車的安全問題。」
「你是指的沙塵暴?」王峰在外求學的時候,倒是聽說過這件事情。2018年6月,美國發射的火星探測車機遇號遭遇了超級沙塵暴的襲擊,和宇航局失去了聯繫。
「是啊,這玩意雖然傷害性不大,但是侮辱性卻很強啊,一不小心就會讓探測器直接停擺!」王司長無奈地說道。
沙塵暴是火星上常見的天氣活動之一,會發生在所有季節。這一點聽起來和地球沒什麼差別,但是有一點它和地球很不一樣,地球沙塵暴往往是地域性的,但是火星沙塵暴卻很容易爆發成世界級的災難。
火星沙塵暴最可怕的一點在於它們可以在短短几天內演變為全球型的沙塵暴,持續的時間往往達到數周甚至數月。這種情況平均每3-4個火星年,即6-8個地球年發生一次,最近的一次是2018年6月。
雖然由於火星上氣壓較低,雖然空氣中瀰漫著大顆粒塵埃,但是風速卻不會太大,並不像地球風暴那樣兇猛,不會把飛船或者火星車吹翻。但是,遮天蔽日的沙塵暴會給火星車帶來另一項更為致命的威脅——這些價值連城的寶貝所接受到的太陽能將呈現斷崖式下降,造成嚴重的能源危機。
一旦電池技術不過關,在盡力了超低溫和過放電雙重打擊之後,能夠被喚醒的機率幾乎是微乎其微。雖然科學家為祝融號設計了深度休眠技術,但是到時候能不能喚醒依然是個未知數。
因為美國探測車也有類似的設計,甚至技術更加成熟,但是由於那一次的危機,導致了機遇號直接停擺,並且於2019年被NASA宣布任務結束。後來人們加大了對於火星沙塵暴的研究,這才發現了一些原因。
由於塵埃塔,或濃聚的塵埃雲,它們在陽光下變暖並向高空抬升。科學家認為,被塵埃雲包裹的水蒸氣可能像電梯一樣乘著這些塵埃雲進入太空,在那裡太陽輻射將水分子分解,這可能有助於解釋火星的水如何消失了數十億年。
這種塵埃雲是巨大的、攪動的雲,它有點像是地球上那種聳立在大氣層中的積雨雲,這種塵埃雲比火星大氣層中的正常背景塵埃更密,它也能抬升得更高。儘管它們也會在正常情況下發生,但在全球性沙塵暴期間,這些塵埃雲塔似乎會形成更多。
通常,這些塵埃在一天左右的時間內就能夠落到地面,但是全球沙塵暴中,塵埃雲塔能夠連續數周持續數顯,在某些情況下,可以看到多座雲塔的活動時間長達3周以上,這可能正是導致全球沙塵暴這麼容易爆發的重要原因之一。
所以由於這種周期性的大沙塵暴的存在,所以太陽能板供能受到的限制會非常大,在哪樣惡劣的天氣下,不排除新發射的探測車會像機遇號一樣,直接停擺。
「咱們對於火星的探索才剛剛起步,不像人家已經發射了好幾台火星車了,如果咱們這根獨苗苗再停擺的話,那後果不堪設想啊。」王司長憂心忡忡地說道。
「試想一下,我們本身就比別人落後一些,而太陽翼類型的火星車在沙暴中又及其容易停擺,一旦停擺的話我們就需要進行重新設計和發射,這一來一去要耽誤多少時間?」
「這些耽誤的時間,將會導致我們之間的差距進一步增大,畢竟人家不僅僅比你發射得多,還比你運行時間長,這怎麼比…」
「就按照使用壽命來說,祝融號使用一個沙暴周期,按照統計學規律,距離下一次的全球沙暴還有4年多的時間,也就是說它的使用壽命還有4年!」
「樂觀一些嘛,沒準兒能挺過一次呢,那不就還有10年嘛。」王峰開解道,雖然這話不怎麼有說服力就是了。
「但願吧!」王司長沒有反駁,他說這些話的目的也不是為了探討它能用多久:「但是毅力號的話,額定能源供給達到了14年,差距太大了!」
祝融號是使用非常原始的技術,也就是太陽能板的供電技術;而毅力號則是取消了太陽翼的設計,用一塊兒核電池供電,它能夠和鋰電池系統一起提供900w的峰值供電能力和100瓦的日常供電能力,非常厲害。
它的所有電力來自一台重達 45kg 的核電池。其設計工作壽命長達 14 年,放電功率高達 100 瓦,如此之大的電池,被安放在了毅力號的尾部,像翹起的大尾巴。
別看它其貌不揚,但是卻造價不菲,高達7000萬美元,換算成RMB的話大概是5個億,比毛子最新的米格35還要貴!
除了核電池,毅力號上還配備了兩個可充鋰電池,以滿足火星車的峰值需求(NASA表示,在火星車進行科學運算期間,電力需求可以達到900瓦,電池將在用電高峰時為火星車供電)
毅力號核電池效率達到 3%,遠低於太陽能帆板,但在核電池領域已經算是效率很高的了,而且它散發的熱量雖然也會浪費很多,但是卻可以起到保溫的作用,大大延長其使用壽命。
說到這,該說的王司長已經都說完了,剩下的就要看王峰如何選擇了。
「雖然我對於航天這一塊並不了解,但是如果涉及到能源,尤其是電化學這一部分,我還是非常願意盡一下我的綿薄之力的。」