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没有太阳的月夜,“嫦娥”和“玉兔”哪里来的供电?

2019-11-28来源:清潭碧云说
没有太阳的月夜,“嫦娥”和“玉兔”哪里来的供电?

问外太空探测器怎么供电?肯定很多人都知道它拥有着太阳能板“小翅膀”供电。

太阳能很重要,可是月球背面有漫长的黑夜,此时接受不到太阳能怎么办呢?没关系,科学家还给它们还携带了一样黑科技,那就是基于钚238的同位素温差发电机,能够在供热的同时,在月夜照样为探测器提供不低于2.5W的电能。

同位素温差发电机也被称为“核电池”或“原子能电池”,是一种相当出色的供电装置,关于其原理,简单地说就是通过放射性同位素的衰变热,利用塞贝克效应直接转换成电能,我来具体介绍一下:

所谓塞贝克效应(Seeback effect),也叫作第一热电效应,是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。具体说来,当两个携带不同温度的物体相互接近时,会有两种方式,一种是分子碰撞,一种是热辐射。而温差的本质,就是指两种物体相互接触时,其电磁辐射强度存在一个差值。和高低电位通过导线就能产生电流类似,温差也可以通过接触和适当的热电元件将这种热量差值转换为电能。

“嫦娥”和“玉兔”所携带的同位素温差发电器,其热源是一种放射性同位素钚238,这种物质在其半衰期中会不断放射出带有热量的射线,通过热电转换器,就能把同位素钚238不断释放出的热能转变为电能,为玉兔二号供电。

对于“嫦娥”和“玉兔”而言,同位素温差发电器有一个非常大的优势,就是钚238所释放热量的大小以及释放速度,均不受外界环境包括温度、化学反应、压力、电磁场等影响,哪怕在月球背面那种环境下也可以稳定供电,这就为航天提供了巨大帮助。

不光是“嫦娥”和“玉兔”,目前人类几乎所有太空探测器,比如好奇号火星探测器、阿波罗12、14~17号飞船、先驱者、旅行者系列、伽利略号、卡西尼号等等,都使用了基于钚238同位素的温差发电器来进行供电。

而这次的“嫦娥”和“玉兔”,都搭载了最新的同位素温差发电器(RTG),说明我们的航天科技又进了一大步。

其实除了航天领域,在医学领域同位素温差发电器也是一个神器,心脏起搏器和人工心脏的供电,都是通过它来完成的。因为选用的同位素的半衰期很长,除了稳定之外,还可以长时间进行供电。

好的科技发展能给人们的生活带来不少便利!

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