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月球车要土豪金绝热火星探测就不要吗?它还有两个超丧的难关!

发布日期:2019-11-01 18:29   来源:未知   阅读:

  其实这个道理挺简单的,咱中国人有钱,包了金箔高大上啊!当然这就是个玩笑,真正的原因是中国人的月球车既怕热又怕冷,而美国人的火星车则不怕,难道我们中国人的月球车就那么娇贵吗?其实这得从月球和火星的环境开始说起!

  月球直径3400千米,重力大约是地球的1/6,无大气层,有这三个要素介绍月球已经足够了。月球和地球同处一个轨道,地球轨道上的太阳辐射功率1369W/平方米,这就会有几个结果:

  导致的结果就是月球的白天大约130度,夜间大约是-170度,这个温度对应该对哪种设备都是一个考验!但月球的恶劣条件远不止这一个,还有另一个各位可能没有想到的问题!

  上述的条件中,如果24小时内一个交替倒也罢了,结果是将近半个月的超过100多度的炙烤,接着又半个月的极寒,这可把工程师们给搞晕了!因为月球已经被地球潮汐锁定,环绕地球一圈才完成自转一周,也就是一个白天黑夜,而月球大约27.32天才公转一周,加上地球轨道公转的关系,朔望月的周期还要再加是2.21天,也就是29.53天,一半就是14.75天,正好差不多半个月。

  将近130度的高温下,要呆半个月,所以落月的探测器上都有一层金闪闪的外衣,它唯一的用处就是以反射的方式将将太阳辐射能隔离,保证内部有一定的环境温度,因为没有大气层的对流与传导作用,这个反射方式隔离高温是不错的。另外这也不是啥金箔,不过是一层反射薄膜而已。

  当然考虑了白天的高温,还有夜间的低温,因为半个月的黑夜会导致月面最低温度达到-170度左右,对于电子设备来说,高温是一个考验,但低温更是,大家都知道电池在低温下效率极差,而且还需供给设备使用!因此嫦娥四号的着陆器中装载了保命用的核电池(放射性同位素电池),以求在漫长月面低温中安然度过。

  火星距离的地球约5500万千米(最近),直径约6794千米,有一个大气压为地球1%的二氧化碳大气层。由于距离比较远,火星接收到的太阳能大约只有地球的1/3,这使得火星赤道地区中午最高温也只有35℃,不过两极的夜间最低温还是能达到−143℃,因此在火星的夜间探测器仍然需要有一定的保温措施,但由于时间比较短(火星一昼夜和地球相差无几),这个要求就不太高了!

  上图是NASA最近发射的火星探测器洞察号,尽管只是一张CG图,但还原度是极高的,我们可以很直观的看到,表面无任何绝热措施,但内部有没有保温设备,我们在外面看不到,但肯定会有!

  上图是登陆火星探测器的太阳能电池功率,其中洞察号功率接近4.6KW,而且黑夜时间大约为12小时,很快就能得到补充,因此在火星表面工作,隔热与保温问题并不是特别大!

  火星尽管没有像月球那样温度相差悬殊的环境,但火星有大气,会形成沙尘暴,这对于火星探测器来说绝对是一个考验!不是因为沙尘暴会把探测器刮跑,比如像《火星救援》中的情形是绝对不会出现的!

  但因为火星大气极其稀薄,也就清风拂面,但因为火星重力只有地球的40%,因此它很容易扬起火星尘埃(极度干燥的火星尘埃非常可观),沉降之后会导致探测器太阳能电池晒不到阳光,机遇号就是这样挂了的!

  这可是个长寿的家伙,它从2004年开始执行火星探测任务,历经2007年的火星沙尘暴,但却未能挺过2018年横扫火星的沙尘暴!

  沙尘暴来临之时的火星大气透明度,这绝对是一个令人绝望的时刻,对在火星表面执行任务的探测器来说也同样是一个考验!

  本文简单说明下通信保障,火星和地球之间相隔5500万千米,最远接近4亿千米,通讯延迟从3分钟(单趟)到22分钟不等,而且还可能会被太阳遮挡,还有地球和火星自转导致的阴影周期,绝对是一项考验技术和耐心的工作。

  上图是洞察号登陆时保障通讯的两颗中继卫星,也是一个成功的案例,我们最近规划要探测火星,2030年左右可能还会采样返回,通讯同样是一个考验,预祝顺利成功!返回搜狐,查看更多