火星男孩找到中国圣人了静香又到小夫别墅去玩了,火星男孩找到中国圣人了,预言中国将带领世界走向光明?

“我的电量很低,天快黑了…”,这是美国机遇号火星车向NASA发出的最后一条信息,之后这位在火星上兢兢业业干了十五年的老将彻底和我们说再见了。机遇号在过冬是要竭尽所能把太阳能板对准太阳,用来增加发电。可是2018年,火星遇到了百年难遇的特大风暴,本以为风暴过后机遇号会重新焕发生机,但这次却彻底淹没了它。

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下面这张图是被火星尘埃覆盖住的机遇号,太阳能电池板接受光照受到了严重影响,光电转化效率骤降,加上风暴期间能见度几乎为零,导致它彻底失联。其实不光是机遇号,美国的探路者、勇气号凤凰号,都是因为电池电量不足而失联的。它们都有一个共同点,都是灰尘太多了,以至于看不清原来太阳能板的模样。

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机遇号被灰尘覆盖

那么我们的祝融号,有什么方法可以摆脱这种命运吗?下面这张图,是祝融号的自拍照,分别在2021年5月和2022年1月拍摄,我们从两张图的对比中发现,祝融号不仅太阳能电池板上面覆盖了一层厚厚的火星灰尘,连顶上的定向天线白色碗中,也积攒了不少灰尘,根据天问一号在火星上空轨道拍摄的画面来看,火星北半球已经进入秋冬季节,正是沙尘暴的多发季节,火被厚厚的灰尘覆盖,不过,这些对于祝融号来说,那都不是事儿,那么祝融号是用什么黑科技,来应对这些沙尘呢?

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祝融号在火星上的“自拍照”

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天问一号拍摄的火星沙尘暴

我国科学家们早已深谋远虑地考虑到这个问题了。

首先,祝融号的太阳能帆板采用了目前我国最先进的三结砷化镓太阳能帆板阵列,发电效率35%,并且薄如蝉翼,只不过这种材料特别贵,大多用在航空航天领域。

其次,祝融号采用了四片太阳能电池板,相比之下,月球车玉兔号只有两片,这是因为火星日照强度只有月球的40%,并且采用了“蝴蝶形”太阳能面板,兼具美观与实用性。

第三点就是祝融号太阳能帆板上有一层薄膜,能够减少火星灰尘与面板之间的摩擦力,这样火星车在行走时或遇到微小的火星风,灰尘就会被吹走,微观上,这层薄膜与荷叶表面的结构类似。

最后一点,NASA已经芭比Q的火星车,太阳能帆板展开后都收不回来了,但祝融号却可以收回来,并且要每隔一段时间就要将太阳能收起来,再展开,就像蝴蝶“挥动”翅膀一样,这一挥,就能把电池板上的灰尘给去除很大一部分,从而达到除尘作用

综合以上几点,祝融号的太阳能电池板可比美国机遇号要寿命长得多,机遇号需要经常爬到山坡上面,尽量找一个好的角度来接收太阳光照射,而得益于较高的电池利用效率,祝融号不需要这样做。如此一来,祝融号的设计寿命则比机遇号长很多年,此外,上面提到的定向天线碗口中的灰尘,也是可以倒出来的,从而不影响通信。

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正在挥动“翅膀”的祝融号

实际上,祝融号火星车的顶部,还有两个光热储能器,最大限度地保证火星车正常用电,这两个储能器,在即将到来的火星寒冬,将发挥重大作用。

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祝融号的光热储能器

2022年7月22日,火星北半球将迎来冬至,由于轨道的原因,火星上的一个季节足有六个月长。冬季期间,太阳光照不足,温度骤降至零下130多度,而昼夜温差也会达到100摄氏度以上,还有魔鬼沙尘暴肆虐,祝融号面临着最严峻的考验。火星车要正常工作,必须保证内部元器件处在正常的温度范围中,像美国的火星车,通过表面涂层材料保温,也有的通过同位素放射元素散热保温,但这些都有一定的缺陷,这里不过多赘述。而我们的祝融号,采用了两个“集热”装置,是聚酰亚胺材料支撑,填充了相关材料,利用相变过程放热。此外,里面还有一种特殊的保密材料,能保温御寒

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“搞怪萌——祝融号”

祝融号的“大脑”也是保证它用电保障的设备之一,它的自主能源管理系统,可以根据能源供给水平决定哪些设备能去工作,哪些设备不工作,从而保证整体系统的稳定。假如祝融号也遇到了让机遇号彻底失联的特大魔鬼沙尘暴,自主能源管理系统会让火星车自主转入最小工作模式、休眠模式或者唤醒模式。也就是说祝融号具有“休眠”和“唤醒”功能,在冬天的休眠模式下,祝融号是完全断电的。

那么祝融号是如何自我唤醒的呢?通过判断温度变化情况,在春天到来的时候,太阳能电池板会重新开始工作,优先给锂电池加热供电,使锂电池恢复到零下15度以上,使携带的温度继电器自动闭合,火星车正式开始充电。

那么,除了太阳能电池板之外,有没有其他的方式让火星车在火星上活动呢?答案是有的,那就是核动力电池,全称是放射性同位热电发生器。核电池及其贵,还有可能污染火星环境。美国的毅力号和好奇号两辆火星车,便是核动力火星车,单单核动力电池,就价值7000万美刀,差不多赶上半个祝融号了。不过,核电池的优点还是很明显的,首先,可以长时间稳定地输出电能,不受天气影响,好奇号和毅力号的设计稳定工作寿命有14年之久,理论上可以工作50年,其次,核动力电池火星车无需安装太阳能电池板,极大地提升了火星车的灵活性,同时还能搭载更多的科学载荷。如此看来,用7000万美刀的核电池保证27亿美刀的火星车稳定工作,还是很划算的!

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好奇号火星车

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毅力号火星车

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