祝融號火星車已經降落到了火星上,接下來將開始火星巡視探測工作,不過據天問一號火星探測任務總設計師張榮橋講,這台火星車的設計壽命大概是90個(ge) 火星日,換算成地球日就是92天,也就是三個(ge) 月左右,那很多朋友都沒有想到祝融號火星車的設計時間居然隻有這麽(me) 短,心想天問一號趕往火星的過程就用了7個(ge) 月,後來又圍繞火星運行了三個(ge) 月,從(cong) 其發射之日起到現在已經10個(ge) 月了,到現在終於(yu) 來到了火星的表麵,然而它的設計壽命隻有三個(ge) 月,這情況難免讓人覺得祝融號火星車在使用壽命上“不給力”。
祝融號火星車
再比如美國的勇氣號、機遇號、好奇號、洞察號等火星車,在火星上使用的時間都比較長,有些甚至已經長達十多年,為(wei) 什麽(me) 這些美國探測器使用的時間都這麽(me) 長,而我國祝融號火星車的設計壽命隻有三個(ge) 月呢?
如果有這樣的疑問的話,其實說明了兩(liang) 個(ge) 問題,一是對美國的火星車不夠了解,一是對我國祝融號火星車進行了武斷的判斷。因為(wei) 其實美國的多數火星車的設計壽命也是隻有三個(ge) 月,而我國祝融號火星車的設計壽命三個(ge) 月和它們(men) 其實是一樣的,其實設計壽命三個(ge) 月和實際使用壽命並不一致,而是很可能會(hui) 大大延長。
毅力號火星車
迄今為(wei) 止,美國已經在火星的表麵發射了多輛火星車,有兩(liang) 個(ge) 使用太陽能帆板的火星車其設計壽命基本都是三個(ge) 月,但實際都使用了5年以上,有些甚至一直使用了10多年。所以其設計壽命三個(ge) 月和實際使用壽命是不同的,我們(men) 不能隻憑借其設計壽命,就認為(wei) 它的使用壽命就那麽(me) 長,下麵我們(men) 來看看美國火星車在實際使用時間方麵的表現。
洞察號火星車
美國發射到火星表麵的第一輛火星車是1997年發射“火星探路者”探測器上搭載的“索傑納”火星車,重量隻有10公斤,設計壽命僅(jin) 有7天,但是它在火星上工作了三個(ge) 多月,使用時長遠超了其設計壽命。
索傑納火星車
2003年時美國宇航局發射了勇氣號和機遇號兩(liang) 台火星車,2004年1月來到火星上,這兩(liang) 台火星車如同雙胞胎,大小式樣幾乎都一樣,它們(men) 的設計壽命都是隻有三個(ge) 月,電能來源也都是依靠太陽能帆板,這都和我國的祝融號火星車是一樣的。其中勇氣號重量為(wei) 174公斤,2004年1月開始工作後,一直工作到了2011年4月,在火星上工作了7年多的時間。
勇氣號火星車
而機遇號的重量約180公斤,開始工作的時間同樣是2004年1月,但是它在火星上工作的時間更長,一直工作到了2019年11月才被美國宇航局宣布結束使用,其在火星上連續工作了近16年。
我國的祝融號火星車的形製和勇氣與(yu) 機遇號很相似,它的重量為(wei) 240公斤左右,電能來源使用的也是太陽能帆板,其設計壽命也是三個(ge) 月,但如果將其對照美國的勇氣號和機遇號火星車,那麽(me) 它實際使用時間是要遠遠超過三個(ge) 月的,使用個(ge) 幾年或十幾年都是沒問題的。
走下著陸器的祝融號火星車模擬圖
所以,火星車的使用不能光看它的設計壽命,還要看它的實際使用中的表現,實際上我國的嫦娥四號月球探測器上攜帶的玉兔二號月球車設計使用壽命也是三個(ge) 月,它於(yu) 2019年1月3日到達月球表麵並開始工作,直到今天仍然處於(yu) 運行狀態中,所以它已經工作了兩(liang) 年零5個(ge) 月,時間已經是其設計壽命的9倍多,早已成為(wei) 史上工作時間最長的月球車,但看它目前的狀態還可以繼續長時間工作下去,還無法預期它的實際使用壽命。
玉兔二號月球車
但是太陽能帆板電池的使用年限理論上不如核電池,所以目前來看工作時間最長的探測器還是裝有核電池的探測器,美國的旅行者1號和2號深空探測器至今已經工作了44年,正是由於(yu) 它們(men) 攜帶的是核電池,至今仍然能發回信號,有科學家認為(wei) 這兩(liang) 台探測器的核電池至少能支持它們(men) 工作到2025年,最晚甚至能到2040年,都說明有核電池能支持的工作年限更長。
旅行者號探測器模擬圖
在火星探測上,美國好奇號火星車使用的就是核電池,發射於(yu) 2011年,至今仍在火星上工作,2021年2月到達火星的毅力號火星車使用的也是核電池,它們(men) 的實際使用年限理論上更長。
好奇號火星車
不過核電池的價(jia) 格很貴,據說安裝在毅力號火星車上的那塊核電池價(jia) 格高達3000萬(wan) 美元,可能不少朋友驚歎這種電池的價(jia) 格之高,但更鬱悶的是核電池還不是有錢就能買(mai) 的,目前世界上隻有美俄兩(liang) 國在核電池生產(chan) 上有比較成熟的技術,我國的航天器或探測器要使用國產(chan) 核電池,還需要在相關(guan) 生產(chan) 技術上有所突破,因此可能還需要一定時間的等待。
中間小拖車上方的是核電池
參考資料:
《瀟湘晨報》5月15日文章《國外火星車能待十幾年,為(wei) 什麽(me) 我國火星車隻有90天?總設計師:這是最合理的安排》
關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情

