图为祝融号火星车
如今祝融号火星车已经在火星表面工作了几个月之久,获得了大量科研数据,但有网友产生了疑惑,祝融号的主要动力来自太阳能,并没有像美国火星车那样安装核电池,而有说法称中国祝融号火星车没装核电池,只能坚持工作三个月,这是真的吗?难道祝融号与美国火星车还有很大差距吗?其实并非如此,美国机遇号火星车的经历可以参考下,机遇号同样是一辆使用太阳能动力的火星车,然而它在火星表面一口气坚持工作了15年之久,成为了迄今为止最为长寿的火星车,祝融号火星车如果足够幸运,同样也能坚持这么长时间。
图为祝融号火星车
迄今为止只有中国、美国成功在火星表面部署过火星车,中美两国火星车的动力各不相同,美国如今正在工作的好奇号和毅力号两辆火星车安装有核电池,利用放射性元素的衰变热工作,可以连续输出上百年的能源,而中国祝融号火星车采用了太阳能动力,拥有6片面积巨大的太阳能电池,表面上看祝融号的动力系统似乎没有美国火星车高级,但实际上动力系统并不是影响火星车寿命的主要因素,祝融号完全有可能像美国机遇号火星车一样,一口气在火星表面工作十几年。
图为机遇号火星车
首先要承认的是太阳能动力在火星表面的确没有核动力可靠,火星是一个拥有稀薄大气层的星球,表面时常会刮起过携有大量沙尘颗粒的沙尘暴,这些沙尘暴在相互碰撞摩擦的过程中产生了大量电荷,拥有极强的吸附能力,吸附在火星车的太阳能电池表面,就会降低太阳能电池的输出能力,最终导致火星车缺乏足够电力供应停止工作,美国的机遇号、勇气号两辆火星车和凤凰号着陆器都是因此停止工作,前几年着陆的洞察号着陆器也面临着能源不足的困扰,使用了核动力的好奇号火星车仍然能坚持工作。
不过中国其实早已预料到了这个问题,并且为祝融号配备了两项全新技术,第1项就是祝融号的太阳能电池板角度可变,一旦电池沾染了太多灰尘,中国可以发出指令让太阳能电池角度变为垂直,利用重力让大多数灰尘滑下电池,第2项就是静电除尘技术,中国科学家研发了实验性的静电发生器,可以在火星车太阳能电池表面充满负电荷,利用电荷的排斥效应让大多数灰尘离开电池表面,这两项技术可以让太阳能电池在火星表面工作几年后仍保持80%以上的输出能力。
图为好奇号火星车
在能量来源问题解决后,影响火星车寿命的主要因素就成了运气,各国的火星探测器都采用了大量冗余设计,就算部分系统失效备用系统也可以顶上,然而在远达数万公里的火星上一切都有可能发生,比如美国的机遇号火星车,它在长达15年的工作时间里其实遇到了多次故障,包括车轮无法行动,存储器失效无法存取数据等,但同时也多次被幸运之神眷顾,比如在太阳能电池即将被灰尘彻底覆盖前,机遇号遭遇了一股微型的火星旋风,这股旋风正好扫过它的车身,将灰尘席卷一空,让机遇号得以继续工作,因此祝融号虽然采用了这些先进技术,但最终它能在火星表面工作多久,很大程度上还要看它的运气如何。
当然核动力是驱动大型火星车的唯一可靠能源,中国也正在研发采用核动力的大型火星车,随着中国科研实力的进一步提升,或许未来几年,中国自主研发的采用了核电池动力的大型火星车,就可以登上火星表面,与其他国家的探测器联手探索火星的奥秘。