为什么玉兔号在月夜时要休眠? 好像好奇号就没有休眠吧?

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7个答案
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Steed专业级业余天文爱好者

2013-12-31 12:25

玉兔月球车使用太阳能板,将太阳能转换成电能作为动力,驱动自身以及它所携带的各类设备正常运转。问题在于,太阳能在晚上是没法用的…… 月球自转一周所需的时间,差不多相当于一个月,所以月球上每个白天都有14天那么长,同样,每个夜晚也有14天那么难熬。另外,由于月面上几乎没有空气,每到夜晚,月面上的温度会降到-180℃。长达14天没有光照的日子里,仅靠玉兔内部的蓄电池是不可能维持工作的,甚至依靠蓄电池的电能来发热保温都是无法做到的——原因很简单,玉兔号太小,里面放不下足够大的蓄电池。事实上,玉兔号携带了一些自己会衰变发热的放射性同位素钚238,它会在漫漫月夜里稳定发热,使玉兔号内部的温度不至于降到太低,冻坏那些相对脆弱的设备。

火星上的情况就不一样了。火星上的一天一夜,只比地球上的一天多出几十分钟,因此那里的夜晚最多也就是十几个小时,不至于像月球上那样一下子持续十好几天。在好奇号之前,NASA的勇气号和机遇号也是用太阳能驱动的。不过,在火星上使用太阳能也有它自身的缺点。首先,火星上灰沙满天,太阳能板上用不了多久就会落上厚厚一层灰,严重影响太阳能板的产能效率。其次,到了火星上的寒冬,一方面太阳照射的角度变得十分倾斜,另一方面昼短夜长,勇气号和机遇号也无力全面开动。于是,它们会找一处朝向太阳略微倾斜的地面,停在那里进入冬眠状态,仅用太阳能维持最基本的保暖和待机功能。

可能正是因为如此,NASA的好奇号完全摒弃了太阳能,转而使用同位素温差发电机来产生电能。同位素温差发电机的能量来源,也是一块钚238同位素,它会自发衰变产生热量。与玉兔号不同的是,好奇号上的钚238产生的热量是用来发电的,而不是给自身保温用的。采用这种“核动力”的好奇号,自然不怕火星上的今晚和寒冬,可以全天候工作了。

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啥也薄试远洋航天测控工程师

2013-12-31 11:28

我记不得是哪张帖子了,我曾经计算过太阳能电池板的功率的,那是神舟飞船的太阳能板子,而玉兔的板子就面积太小了,如果要保持在低温下正常工作,那点能量就远远不够的,只能先“冬眠”,等到太阳出来再工作,就和那些鳄鱼、蛇类一样,需要阳光来暖自己。

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Topp天文研究生,摄影爱好者

2013-12-31 12:14

一个是好奇号是核能的,无论白天黑夜都有能源供应,再一个是火星上有大气,所以日夜温差没有月亮上那么大,仪器还是可以工作的。
好奇号不知道,但是机遇号和勇气号在火星冬天是需要休眠的,勇气号就是在休眠后唤醒失败失去联系的。当然,貌似当时设计的时候也没打算让他俩在火星上过冬吧……
而且火星一天只有24小时多,好奇号在夜间应该也不做什么工作吧。至少不会移动位置,要不摔倒了就彻底gameover了。

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秋纫电子信息工程专业

2013-12-31 18:21

只要电池重量合适,玉兔在没有能源输入的情况下还是可以工作一阵子。而且就算将来使用核能,可能也还要休眠的。另一方面,如果月夜休眠是因为太阳能不足,那么为什么玉兔还要“午休”呢?

我认为最大的原因是系统的可靠性。

就拿电子系统来说,据公开资料,一般商用的芯片工作温度是0~70度,最好的汽车工业级和军工级芯片,工作温度范围也只有-55~125度。就算玉兔使用的芯片比较神奇,可以耐更高温度变化,可是超过这个温度范围,就很有可能出现故障。然而月球白天可以到127度,晚上又要下降到-183度。为了保障系统的稳定性,必须进行休眠。

@Topp 提到机遇号和勇气号 在火星的冬季也要休眠,毕竟-133度也不是那么好受的。至于好奇号,我也不清楚它有没有经历过冬夜,可能是系统所能接受的温度范围有所扩展吧。

另外除了电子系统,机械系统也要考虑温度变化造成的可靠性问题。

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航天器设计一般会保证足够的设计冗余,以使设备工作足够可靠,这也是以前火箭卫星显得有点粗笨的原因。
可能是因为载荷的原因,所以集成化较高,冗余度不够,出现不可逆的故障导致无法唤醒,同意前面同学可靠性不够的观点。

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嫦娥也3着陆器是核发电,巡视器是核发热

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支持者: 啥也薄试

玉兔主要还是太阳能的,能和核能的好奇号比?

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