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"好奇号"火星车靠核电闯太空

2012-08-13 09:42
蓝林笑生
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  本周登陆火星的“好奇号”探测器此刻正在遥远的红色土地上张望。对“非专业航天爱好者”来说,要从外形上区分“好奇号”和它的前辈、比如“勇气号”“机遇号”,其实远比想象来得简单:

  “好奇号”身上,那对早已被视为太空飞行器标志的“翅膀”——太阳能电池翼片——消失了。

  收起惯常的“翅膀”,正是为了飞得更远。“好奇号”是人类建造的首辆核动力火星车。而且,随着人类不断走向深空,航天器对核能的依赖也会越来越大。

  事实上,将于明年随“嫦娥三号”登月的我国首辆月球车,也将装载核动力装置。这将使我国成为继美俄之后,第三个将核动力应用于太空探测的国家。

核能利用也可以“微型化”

  普通人也许惯于将核能与核电站、核潜艇等“大家伙”联系在一起,但中国探月工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远告诉记者,在航天器上,核能是以另一种“微型化”的方式被利用的。“好奇号”上搭载的核动力装置,是一枚重约45公斤、发电功率140瓦的核电池。

  原理并不难解释:电池中的放射性核燃料不断进行衰变,释放出热量;经过温差热电转换器的作用,最终形成电流。

  与核反应堆靠的是裂变反应发电不同,核电池基于衰变反应,能量释放远不如裂变剧烈(不加控制的裂变就是核爆炸)。

  但衰变释放的能量也不容忽视。日本福岛核事故中,抢险人员之所以要迅速重建被破坏的堆芯冷却系统,就是为了导出核燃料衰变产生的热量。否则,高温会熔解金属保护壳,导致严重核泄漏。

  欧阳自远告诉记者,无论是“好奇号”,还是中国的月球车,核电池中使用的燃料都是钚238。钚238的半衰期有80多年。这个时间足够长,使钚238能支撑电池持续工作几十年。

  上海空间电源研究所研究员李国欣告诉记者,钚238衰变时,表面温度可以达到五六百摄氏度,足以让钚金属块呈现出炽热的红色。在核电池中,它相当于一个热源。这种核电池,更规范的名称是“放射性同位素温差电池”。它的能力虽不足以让火箭升空,却可以用于小规模供电,比如,让火星车以低速移动,并与地球通话。

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