玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

宇宙印象 2020-10-15 檢舉

編者按:近日,玉兔二號月球車被成功喚醒,在月球背面度過了647個地球日。玉兔二號能夠在月面完成近2年的運行,與一整套溫度控制系統有關,最關鍵的因素就是這個箱子,讓月球車扛住零下180度超低溫。

宇宙印象|頭條獨家 深度科普欄目第1704期

據中國國家航天局消息,正在月球背面進行考察任務的玉兔二號月球車在10月10日成功喚醒,這是玉兔二號的第23個月晝,著陸器則在10月11日被喚醒,兩個系統目前運行正常。在第23個月晝喚醒之后,玉兔二號和嫦娥四號一共在月球背面度過了647個地球日,從2019年1月開始,玉兔二號和嫦娥四號就在月球背面一直工作到今天,實現了超期服役。玉兔二號能夠在月面完成近2年的運行,與一整套溫度控制系統有關。

玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

圖片解讀:玉兔二號在2019年成功登陸月球背面,是人類第一個在月球背面軟著陸的月球車

玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

圖片解讀:月球車需要核電池保溫,印度研發的維克拉姆著陸器就沒有保溫功能,因此設計壽命只有15天

玉兔二號上搭載了用于保溫的同位素電池,這種核電池與美國宇航局使用的钚238同位素熱電發生器有一定的區別,后者可為探測器提供全部電力供應,而玉兔二號上的同位素電池主要以保溫為主,用來對抗月球表面零下180度的超低溫。

月球上幾乎沒有大氣結構,因此月球表面白天的溫度可達到上百攝氏度,夜間冷卻的也非常快,可低至零下180攝氏度。如此寒冷的溫度下,沒有儀器能夠扛得住超低溫-高溫的變化,那么如何讓儀器保溫就成了一個必須解決的問題。印度研發的維克拉姆著陸器就沒有保溫功能,因此設計壽命只有15天,一旦進入月夜時,維克拉姆著陸器就無法扛住月夜的超低溫,只能失去聯系。只不過維克拉姆著陸器在軟著陸階段墜毀,也就沒有了后續的著陸任務。

玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

圖片解讀:钚238同位素熱電發生器

玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

圖片解讀:這是好奇號上使用的钚238同位素熱電發生器,長度比一個成年人要矮一些

由此可見,深空任務中對電力的持續供應能力提出了較高的要求,我們國產核電池由中國原子能科學研究院研發,在2006年時中國就研發出第一個钚238核電池,填補了中國核電池的空白。钚238核電池在衰變時表面溫度可達到500至600攝氏度,我們看到的钚金屬呈現出紅色,這是因為其衰變釋放了大量的能量。這時候钚238就像一個暖寶寶,持續發熱,可讓周圍的儀器保持一定的溫度。如果將這些溫度轉換為電力,就可以為探測器提供電力,這招適合那些遠離太陽的探測器,不需要太陽能電池板提供電力。

玉兔二號第23次成功喚醒!扛住零下180度超低溫全靠這小箱子

圖片解讀:玉兔二號著陸器

來源:www.toutiao.com

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