听说火星上风很大,那祝融号可以用风力发电吗?火星

好奇号火星探测车(图片来源:Pixabay)与核电池示意图(图片来源:NASA)

  在深空中,航天器能依靠的只有太阳能与核能,但一旦登陆火星,对太阳能的利用就大打折扣了。由于火星的阳光密度低,并且存在长达半年的黑夜期。在这期间,太阳能电池完全无法发挥作用。而蓄电池储存能力有限,火星车只能休眠等待下一次的光照。此外,宇宙射线过强会导致太阳电池失效,阳光太弱则难以保证电力的稳定输出。有没有其他的能量来源供火星车利用呢?

火星丰富的风资源

  不同于处于真空环境中的月球,火星具有大气层,主要是由二氧化碳(95.3%)、少量的氮气、氩气、氧气和水汽组成的。观测结果显示,由于缺少地磁场的保护,太阳风(来自太阳的高速粒子流)会在火星外层产生一个强电场,加速大气中带电离子逃逸至太空中,使得火星的大气层异常稀薄,而大气的存在意味着火星上会产生风。

  2018年12月,NASA通过“洞察号”(InSight)火星车内部的探测仪器,意外地采集到了火星上风的“声音”,预计风速在每秒4.5-6.7米,人类的耳朵首次听到了地球之外的风声。此后的一段时间内,洞察号检测到的最强风力达到了28 m/s。

  为什么火星上会刮风呢?本质上,风能是太阳能的一种间接表现形式,地面各个区域接收到太阳辐射强度存在差异,导致气体在温差和压强作用下产生流动,从而形成了风。由于大气和海洋的保温控温作用,地球的昼夜温差不大。与之相比,稀薄的大气使得火星的保温效果很差——受太阳烘烤的一面,温度在35℃左右,而背阴面可降到-70℃,冷热气体之间形成巨大的压力差导致了强风的产生。

可以在火星车上安装风力发电机吗?

  火星上蕴含着丰富的风能资源,风力强劲,可以实现风力发电,但发电效率极低。其原因是火星的大气密度大约只有地球的1%,这意味着平均风速要接近于地球上的4.5倍才能产生相当的发电量。

  直观来说,火星上的风力发电似乎毫无优势。不过,对依赖于光伏电池的火星车而言,风能虽然不能为火星车提供充足的电力,但在上面安装小型风力发电机,采用微风发电模式,将风能作为一种可靠的互补能源,可以让其在黑夜期或遭遇沙尘暴时,保证能源的供应。

听说火星上风很大,那祝融号可以用风力发电吗?火星