上周四，美国国家航空航天局(NASA)最新的漫游者“毅力号”(Perseverance)成功降落在火星Jezero陨石坑，并随身携带一整套新技术。虽然成功着陆本身就是一项壮举，但坚持不懈的真正工作还没有开始。
“毅力”号漫游者依靠车载电源供电。图片由美国国家航空航天局
现在，只有在红色星球上，漫游者将需要电力来移动，通信，并利用它所有的新设备。你如何让一个需要无限力量的东西在1亿3千万英里之外、没有人类干预希望的情况下继续工作?
在这篇文章中，我们将探索火星上的太阳能问题，为beplay体育下载不了“毅力”号漫游者提供电力的电气工程，以及美国宇航局的工程师们计划如何让它在地球的近邻火星上继续生存。
机遇的死亡:反对太阳能的案例
解决这个问题看似显而易见的方法是在漫游者上安装一堆太阳能电池板，然后收工。这个想法有它的优点，甚至NASA也同意它使用太阳能为机遇号探测车提供动力。然而，“机遇号”夭折的原因是沙尘暴给太阳能发电带来了问题。
火星上沙尘暴前后的空气。图片由美国国家航空航天局
在2018年,火星经历了有史以来最严重的沙尘暴之一。这场风暴持续了几个月，规模越来越大，最终席卷了整个地球，这意味着地球表面几乎没有一点能接触到阳光。
“机遇号”自然失去了动力，因为它的太阳能电池不能发电。没有电，探测器就无法启动加热器，这使得它容易受到火星恶劣环境的影响。最终，“机遇号”无法再忍受风暴，永远失去了与NASA的联系。
多任务放射性同位素热电发电
虽然这次风暴确实是一个异常现象，但这些任务有太多的资金投入，太多的风险留给机会。
遵循与“好奇号”相似的概念，“恒心号”拒绝使用太阳能，而是采用一种叫做多任务放射性同位素热电发电(MMRTG)。顾名思义，发电系统由热电发电机放置在放射性衰变的钚-238附近。
钚经过放射性衰变，作为副产品释放出大量的热量。热电发电机然后利用塞贝克效应要把热量转化为电能，以毅力为动力。该系统还有两个锂离子电池，根据需要为漫游者提供峰值功率。
MMRTG的模型。图片由美国国家航空航天局
在发射时，MMRTG系统产生了大约110瓦的电力，尽管这个数字会随着时间的推移而下降(由于钚的半衰期)。该系统的预期寿命为14地球年，这需要大约106磅钚和7500万美元。
让灯开着
拥有一种自给自足的能源生产方式，其额外的好处不仅仅是保护人们免受天气事件的影响。由于MMRTG允许探测器的电力系统自给自足，“毅力”号可以探索之前受限的地形而不用担心失去电力(例如，在侦查洞穴或幽暗的山谷时)。beplay体育下载不了
虽然这是一个昂贵的解决方案，在地球上不太可能找到价值，但MMRTGs可能是一个有效的能源解决方案在火星上。值得庆幸的是，看起来毅力已经为未来的漫长旅程做好了准备。
特色图片使用的礼貌美国国家航空航天局
“机遇号”几乎没有“英年早逝”，它的寿命为14年，比计划寿命长46天。这比预期的时间长了惊人的57倍。