目前在火星上的探测器电源来源有两种,一种太阳能电池,另一种是核动力,NASA的火星探测车有太阳能的,也有核动力的,一般情况下核动力门槛比较高,技术复杂,选择太阳能的比例会比较大,因为火星虽然平均日照水平只有地球轨道的大约1/5,但太阳能电池面积大点,配合下蓄电池应付下短期大功率输出也能解决问题。

毅力号屁股上有个大电池

不过火星上存在稀薄大气,每年的北半球秋冬季都会发生大大小小的沙尘暴,正常情况下也会有沙尘累积,据测算,正常无沙尘暴的季节里,火星表面探测器太阳能电池阵列的尘埃因子下降率平均值约为0.2%/天,这个下降速度挺快的,一个地球年下来就会下降到73%,基本就挂了。

洞察号被沙尘覆盖

当然火星上也不只是沉降,也会有季节性的风出现,这些风会清理太阳能电池上的沙尘,所以火星车的太阳能电池也算是能“自我清洁”,不过风这个问题是天然的,什么时候来,有多大,是一个无法预测的问题,因此祝融号除了风能解决问题的同时,还给出了一个人工解决的两个办法!

  • 1、除尘涂层技术;
  • 2、人工“抖动”重力除尘;

第一种方式是在太阳能电池表面覆盖除尘涂层,这是复旦大学科学团队设计研发的,这种涂层通过微纳结构设计和构筑,表面具有良好的疏水特性和耐火星环境能力,可显著降低火星尘埃与涂层表面的作用力。

据测算这种涂层可以让火星车太阳能电池衰减功率由9%/月(NASA机遇号)下降至约2%/月,简单的说就是有了涂层后沙尘不容易附着,就算附着了也更容易滑落,行驶中的振动、倾斜,还有火星表面的小气候比如风等,解决了太阳能电池发电效率的问题。