嫦娥三號探測器采用核動力推進 技術不遜美國

　　美國第一輛采用核動力驅動的火星車

　　但是，近年來，由于深空探測在航天大國的發展，核電池使用見多。比如美國宇航局的好奇(Curiosity)號火星探測器(“火星科學實驗室”)，它是一個受地面遙控的，有汽車大小的美國第四個火星探測器，也是人類建造的第一輛采用核動力驅動的火星車。美國“好奇號”火星探測器上，就搭載了六輪自重900千克的火星車，而火星車核動力裝置。是一個重約45公斤，含4.8千克的钚-238，發電功率140瓦的核電池，至少可以保證對“好奇號”進行14年的核能系統。在這里，核能是以“微型化”的方式被利用的。

　　登陸火星的“好奇號”探測器，此刻正在遙遠的紅色土地上進行探測。對“非專業航天愛好者”來說，要從外形上區分“好奇號”和它的前輩、比如“勇氣號”“機遇號”，其實遠比想象來得簡單：“好奇號”身上，那對早已被視為太空飛行器標志的“翅膀”：太陽能電池翼片消失了。收起慣常的“翅膀”，正是為了飛得更遠。而且，隨著人類不斷走向深空，航天器對核能的依賴也會越來越大。

　　中國在自主研發的核電池上邁出大步

　　月球在繞地球公轉的同時進行自轉，周期27.32166日，正好是一個恒星月，所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”，幾乎是衛星世界的普遍規律。由于月球自轉和公轉都是28天，所以“月球夜”會長達14天(月球日即白晝也有14天)。由于月球晝夜要半個月交替一次，溫差高達300℃，那里是零下150度到180度，太冷了，月球車上的所有的儀器全部要凍壞。普通電池無法應對。現在所使用的各種高級的蓄電池，什么鋰電池、氫電池，各種各樣的電池對我們來說都沒有用。長時間經受極大溫差對我國月球探測器是個極大挑戰。迫使我們一定要想出新的辦法，于是我們國家自己研制了原子能的電池，歐陽自遠院士說，我國的月球車實際上在同時使用太陽能和核能作為能源。黑暗中的月面，溫度驟降到零下100多攝氏度，為防止車載儀器被凍壞，休眠中的月球車就得靠核電池的能量來保溫，并維持與地面的通訊。而一旦新一個白晝來臨，太陽能電池就能重新驅動月球車工作。

　　中國第一塊放射性同位素電池于1971年3月12日誕生于中科院上海原子核所，以釙210為燃料，輸出電功率為1.4瓦，熱功率35.5瓦，并進行了模擬太空應用的地面試驗。隨著我國核電站數量的增加，由乏燃料后處理提取的镎237原料的逐漸積累，為后來開發钚238電池，提供了物質基礎。

　　據歐陽自遠院士介紹，近年來，我國在自主研發的核電池上邁出了大步。我國月球車搭載的核電池，是由中國原子能科學研究院牽頭研發的。

　　從中國原子能科學研究院該院官方網站上，可以得知，從2004年開始，該院正式啟動航天用同位素電池的研發;到2006年，研制出我國第一顆钚238同位素電池;2008年通過了專家組的鑒定。這顆電池的研制成功，填補了我國長期以來在該研究領域的空白，標志著我國在核電源系統研究上邁出了重要的一步。

　　核電池的用武之地不僅僅局限于太空。在高山、深海、南北極乃至人體中到處可以找到它的影蹤。心臟起搏器用的核電池重量僅40克，體積很小，壽命可達十年。病人免除了經常做開胸手術的痛苦。在極地、海島、高山、沙漠、深海等條件惡劣、交通不便的地方都是RTG的大顯身手之地。自動無人氣象站、浮標和燈塔、地震觀察站、飛機導航信標、微波通訊中繼站、海底電纜中繼站等都可以使用免維護、長壽命的RTG供電。

　　據原子能院的官網文章介紹，第一顆“國產”同位素電池的各項指標均超過了預期要求，研制全過程安全無誤，功率為百毫瓦級。這將保證中國首次將核能用于航天器。據悉，為了保證著陸器的能源供應，嫦娥三號就是使用了這種原子能電池(RTG同位素電池)。

　　我國首次實用核電池將隨“嫦娥三號”軟著陸月球，并用于嫦娥三號的著陸器和月球車上。這種原子能電池可以連續工作30年。有了它，再不怕月球晚上溫度驟降到零下150度到180度。完全可以確保探測器上儀器不至于被凍壞。為防止車載儀器被凍壞，夜間休眠中的月球車可以靠核電池放出來的熱量保溫。而一旦新一個白晝來臨，太陽能電池就能替代核電池，重新驅動月球車工作。

　　對嫦娥三號來說，核電池中的钚金屬塊238它相當于一個熱源。這一熱源對將在月球環境下生存的嫦娥三號的保溫作用是至關重要的。其釋放出的熱量及經過溫差熱電轉換器的轉換形成的電流，充分滿足了嫦娥三號的能量需求。它的能力雖不足以讓火箭升空，卻可以用于小規模供電，支持嫦娥三號所帶月球車低速移動;支持嫦娥三號所帶設備正常工作;支持嫦娥三號與地球之間的通訊。

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