美国火星车能工作几年，没核电池，我国天问一号只能工作3个月？

火星与地球较为相似，研究火星的演变将为人类研究地球提供帮助，火星也是继月球后人类探索宇宙的重要一站，未来人类将在火星建立基地。

美苏作为世界上最早进行地外探测的国家，苏联在1960年便向火星发射了探测器，不过都以失败告终，只有美国在1964年成功向火星发射了探测器，成为第一个吃螃蟹的人。

美国的火星3号在1971年成功登陆火星，成为了有史以来第一个在火星表面着陆的探测器。1997年，美国的“索杰纳”号火星车成功登陆火星，成为人类送往火星的第一部火星车。在此之后，美国又先后将勇气号、机遇号和好奇号这三辆火星车成功送往火星。

大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，这个窗口期比较适合发射火星探测器。美国的毅力号火星车和我国的“天问一号”于2020年先后奔向火星。

至今，发射于2011年的好奇号火星车仍在火星工作。它是美国的第4台火星车，同时也是世界上第1台搭载核电池的火星车。 最新的毅力号火星车也搭载有核电池。

我国的火星探测始于2011年的“萤火一号”，不过在发射之初就失败了。时隔多年，天问一号从设计之初，就计划在火星实现软着陆，还搭载了一辆火星车。天问一号的设计寿命只有90天，采用的是太阳能电池板供电，没有核电池，这是否意味着它只能工作很短的一段时间？它能超预期工作吗？

这并没有定论。美国的“机遇号”自2004年着陆火星，至2019年失联，已经在火星上运作了15年，是有史以来在火星工作时间最久的火星车。机遇号就采用的是太阳能电池板供电，并没有搭载核电池，只是采用了同位素热源。

下图为美国机遇号。

机遇号的质量大约是180千克，我国天问一号火星车的质量为240千克，两者体型和造型都相差不大。天问一号虽然没有利用核能来保温，但是也采用了自主研发的正十一烷相变保温系统，这个系统的保温原理和卫星上用的热管类似。再搭配上气凝胶保温材料，天问一号足以在火星的寒冷夜晚坚持下来。

机遇号最初的设计寿命也只有90天，可却坚持了15年。在火星上虽然充满了各种变数，但我国的天问一号未必不能超预期服役。为了保证达到预期寿命，它的质量肯定是超标准的。只要没有机械故障，火星车的质量足够硬，就算采用太阳能电池供电，天问一号在火星上工作几年也是有可能的。

火星上几乎没有水，多沙尘天气，这对采用太阳能供电的火星车确实是很大的挑战，一旦太阳能电池板被尘土完全覆盖，火星车就会因为缺电而陷入休眠状态，甚至可能永久无法唤醒，美国的火星车就经常遭遇这样的问题。不过好在火星上还有大风可以为火星车的太阳能电池板除尘。

核电池并不是什么黑科技，几十年前就有了，心脏起搏器中就用过核电池。航天领域的核电池一般是采用同位素温差发电，一般首选的核材料是放射性核素钚238，它的半衰期为86.4年。放射性核素能自发衰变，一定质量的放射性材料衰变时产生的能量就足以供一辆火星车使用。钚238被美国广泛应用于各种航天器上，既可以为探测器保温，又可以提供电力。

下图为正在放出热量的钚238。

核动力未来仍然是探索火星的最佳能源。火星距离太阳比较远，光照强度只有地球上的40%，在没有阳光或者阳光不充足的情况下，核电池既能提供辅助供电，也能作为同位素热源在夜间为火星车保温，这能大大提高火星车的工作效率和寿命。而太阳能供电纯属靠天吃饭。

下图就是火星天空中的太阳。

我国的火星探测之旅才刚起步，天问一号之所以没有搭载核电池，首先是我国技术上不行。之前探月时就上了核电池，不过是和俄罗斯共同研发的，并且功率还很小，与好奇号上的核电池相比差距还很大。车虽然谁都能造，但性能和质量还是有差异的。

而且钚238是放射性物质，比较昂贵。一旦发射失败，运载火箭发生爆炸，大量放射性物质释放到大气中，必然会污染国土。并且天问一号是我国第一辆火星车，技术上肯定有不成熟的地方，带有一定的实验性质，寿命不可能太长。虽然是摸着美国过河，但不管是为了安全考虑，还是从经济角度考虑，都不应该贸然上马核电池。

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