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核动力优势明显，天问一号为什么还要使用太阳能？( 二 )

天问一号


历史上，美国宇航局多个火星着陆器和火星车都使用了太阳能电池板技术 。以机遇号火星车为例，使用的电池板平均输出功率为140瓦，随着火星沙尘的静电覆盖、火星季节性光照变化，输出功率会降低到50瓦，预计使用2至3年的时间内，转换效率将会降至原来的40%左右 。
这样的情况下，天问一号巡视器为什么还要用太阳能作为动力来源，而不用较稳定的核电池呢？
只能说，在目前的条件下，这个设计是非常符合现状的 。
使用核电池也并不是百利而无一害 。首先，使用核电池对火箭发射的安全系数有更高的要求，一旦发射出现问题，钚-238会对地面环境造成核辐射危害 。美国此前也发生过钚-238核电池事故，导致钚-238被释放到大气中，造成核污染 。
其次，虽然我国也掌握了一些核电池技术，但核电池太复杂，质量太大，容易出问题 。要在天问一号巡视器上使用，过于冒险 。为了稳妥起见，天问一号巡视器使用的是太阳能电池板，与嫦娥4号上的三结砷化镓太阳能电池阵列相当，但是数量上多了一些，有4片，面积更大 。

核动力优势明显，天问一号为什么还要使用太阳能？

文章插图
 
△天问一号4片太阳能电池板，后期有可能上核电池，图片来源：中国航天
 
但不得不承认，如果条件允许的话，核动力才是最佳的选择 。
 
核动力或是未来太空探索新趋势虽然火星上能接收到的太阳光照强度相比地球减弱了很多，但是还是能够支持巡视器完成探测任务 。对于太阳系中的其它离太阳更远，或是能接收到的太阳光照更弱的行星，核电池或许是唯一的选择 。
例如，距离地球最近的行星是金星，金星表面被浓厚的云层覆盖，可反射掉90%的光照，根本无法获得足够强的光照 。目前在金星表面存活下来的探测器最长幸存时间为110分钟，不到2个小时 。如果我们要发射探测器在金星上着落，要想长时间存活，还需要靠核电池 。
如果向太阳系外侧轨道行星进军，我们还将面对辐射环境更加恶劣的木星，在木星轨道上，平均光照强度仅为地球轨道的3.4%，非常昏暗，太阳目视效果会变得更小 。如果要在木星的卫星群上软着陆，必然要使用到核电池 。
超出木星轨道之外的行星为天王星、海王星，要想对这两颗冰巨星及其卫星进行探测，核电池是必不可少的 。
“天问一号”已经开启了中国航天对行星探索的大门，核动力将是下一个突破口，打造一款成熟的中国制造核动力电池，将是一种趋势 。当我们逐渐掌握核电池技术之后，未来的中国火星车一定会采用核电池作为动力，这样可以钻入火星熔岩洞穴进行长时间探索，太阳系的行星上将遍布中国制造探测器 。
  

【核动力优势明显，天问一号为什么还要使用太阳能？】


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