核动力|“毅力号”的核动力能源能否用到新能源汽车上？核动力|毅力号|新能源汽车|火

这是金属加工（mw1950pub）发布的第12700篇文章
编者按
北京时间2021年2月19日凌晨4时55分， “毅力号”火星车成功着陆在火星表面的杰泽罗陨石坑，正式开启探测之旅。这是2020年“希望号”、“天问一号”、“毅力号”三个探测器分别出征火星以来首个登陆的火星车，备受关注。而据最新报道在登陆火星不到一周的时间里， “毅力号”火星车已经发回了许多影像。
据悉， “毅力号”计划实施为期一个火星年（687个地球日）的探测，为了确保火星车能够在极端环境下工作（如火星沙尘暴）， “毅力号”沿用了“好奇号”的多任务同位素热电发生器（MMRTG）。那这是怎样的一种动力系统？未来能否用到新能源汽车上呢？就此问题，金属加工采访人员专访了中国航空工业集团公司信息技术中心原首席顾问、研究员宁振波先生。

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安装在“毅力号”上的MMRTG
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“毅力号”的动力系统及相关知识
首先宁老给我们介绍了“毅力号”的动力系统及相关知识。 “毅力号”是美国NASA长期以来火星探测的最新成果，属于NASA“火星探索计划”（Mars Exploration Program）的一部分。它是美国第8个火星着陆探测器，第5台火星车，也是世界上第2辆采用multi-mission radioisotope thermoelectric generator， MMRTG驱动的火星车（第一辆是“好奇号”）。
在“毅力号”之前，着陆并工作的“火星车”有：
1）“旅居者号”：1997年7月火星探路者号（MESUR Pathfinder）所携带着陆的“旅居者号”（Sojourner）火星巡视器。
2）“勇气号”和“机遇号”：2004年1月火星探测漫游者（Mars Exploration Rover, MER）所携带着陆的“勇气号”（Spirit, MER-A）和“机遇号”（Opportunity, MER-B）。
3）“好奇号”：2012年8月火星科学实验室（Mars Science Laboratory）的“好奇号”（Curiosity）成功登陆火星。
4）“毅力号”：“毅力号”沿用了“好奇号”的多任务同位素热电发生器（MMRTG）。
“毅力号”长3m、宽2.7m、高2.2m ，还有一个五关节的2.1m长的机械臂，重1050kg ，使用核动力装置MMRTG ，是美国目前体积最大、重量最重的火星车。美国航空航天局主管科学的副局长托马斯·佐伯琴曾表示: “MMＲTG 装料是重要里程碑，为实现2020 年7 月发射目标提供了保障。 ”喷气推进实验室负责火星2020 探测车的制造，该实验室将MMＲTG 描述为“核电池” ，可以为航天器及其科学仪器提供约110W电力，帮助系统保持足够温暖，从而能够在空间和火星表面的寒冷条件下正常运行。
美国过去27 个太空任务均使用了放射性同位素动力系统，从1969 年阿波罗11号登月期间一些实验设备使用的放射性同位素加热器，到目前活跃在火星上的“好奇号”火星探测车使用的放射性同位素热电发生器。
MMＲTG 由美国能源部（DOE）提供，能源部下属爱达荷国家实验室( INL) 负责将钚-238燃料装入MMＲTG ，并根据任务的发射日期将MMＲTG 运往发射场。在此之前，喷气推进实验室使用电加热版MMＲTG 来验证和模拟该系统与探测车的集成。
放射性同位素电源科普：
自1961年SNAP3B-RTG实现了RTG空间首次应用以来，其发展经历了如下几个阶段。

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美国 RTG 的发展阶段
1.第一阶段
美国RTG发展的第一阶段主要代表产品是SNAP19-RTG ，其所用的温差电材料为Pb Te/TAGS ，初期输出功率40.3W ，热电转换效率6.2% ，质量比功率3 W/kg ，主要应用任务型号有“云雨”气象卫星、先驱10号/11号星际飞行探测器和海盗1/2号火星探测器，其研制和应用的时期是20世纪60年代至70年代中期。
2.第二阶段
第二阶段主要代表产品是MHW-RTG ，其所用温差电材料是Si-Ge合金，初期输出功率156W ，热电转换效率6.6% ，质量比功率4.2W/kg ，主要应用任务型号有林肯1/2通信卫星和旅行者1/2星际飞行探测器，其研制和应用的主要时期是20世纪70年代至80年代初期。
3.第三阶段
第三阶段主要代表产品是GPHS-RTG ，其所用温差电材料为Si-Ge合金，初期输出功率292W ，热电转换效率6.8% ，质量比功率5.2W/kg ，主要应用任务型号有伽利略木星轨道探测器、尤利西斯太阳极轨探测器、卡西尼土星探测器和新地平线冥王星探测器，其主要研制和应用时期是20世纪80年代后期至二十一世纪初期。