没有太阳的月夜,“嫦娥”和“玉兔”哪里来的供电?

没有太阳的月夜,“嫦娥”和“玉兔”哪里来的供电?,第1张

问外太空探测器怎么供电?肯定很多人都知道它拥有着太阳能板“小翅膀”供电。

太阳能很重要,可是月球背面有漫长的黑夜,此时接受不到太阳能怎么办呢?没关系,科学家还给它们还携带了一样黑 科技 ,那就是基于钚238的同位素温差发电机,能够在供热的同时,在月夜照样为探测器提供不低于2.5W的电能。

同位素温差发电机也被称为“核电池”或“原子能电池”,是一种相当出色的供电装置,关于其原理,简单地说就是通过放射性同位素的衰变热,利用塞贝克效应直接转换成电能,我来具体介绍一下:

所谓塞贝克效应(Seeback effect),也叫作第一热电效应,是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。具体说来,当两个携带不同温度的物体相互接近时,会有两种方式,一种是分子碰撞,一种是热辐射。而温差的本质,就是指两种物体相互接触时,其电磁辐射强度存在一个差值。和高低电位通过导线就能产生电流类似,温差也可以通过接触和适当的热电元件将这种热量差值转换为电能。

“嫦娥”和“玉兔”所携带的同位素温差发电器,其热源是一种放射性同位素钚238,这种物质在其半衰期中会不断放射出带有热量的射线,通过热电转换器,就能把同位素钚238不断释放出的热能转变为电能,为玉兔二号供电。

对于“嫦娥”和“玉兔”而言,同位素温差发电器有一个非常大的优势,就是钚238所释放热量的大小以及释放速度,均不受外界环境包括温度、化学反应、压力、电磁场等影响,哪怕在月球背面那种环境下也可以稳定供电,这就为航天提供了巨大帮助。

不光是“嫦娥”和“玉兔”,目前人类几乎所有太空探测器,比如好奇号火星探测器、阿波罗12、14~17号飞船、先驱者、旅行者系列、伽利略号、卡西尼号等等,都使用了基于钚238同位素的温差发电器来进行供电。

而这次的“嫦娥”和“玉兔”,都搭载了最新的同位素温差发电器(RTG),说明我们的航天 科技 又进了一大步。

其实除了航天领域,在医学领域同位素温差发电器也是一个神器,心脏起搏器和人工心脏的供电,都是通过它来完成的。因为选用的同位素的半衰期很长,除了稳定之外,还可以长时间进行供电。

好的 科技 发展能给人们的生活带来不少便利!

就在今天,2020年11月24日,中国已经成功发射了嫦娥5号。嫦娥5号搭载的月球车,也即将登陆月球,并计划在月球表面实现土壤取样,返回地球。

这真的是一个令所有中国人感到骄傲的一天,也是值得可喜铭记的一天。

高兴归高兴,芯片哥作为对芯片有一些了解的人,看到这个消息后,脑海里突然闪现了一个想法,假如芯片被带上月球上面去,放到月球上,会发生什么?

芯片哥申明一点,写这篇文章,绝不是为了蹭热点,而是想通过这个问题,去挖掘一下芯片使用环境的相关问题。

芯片,看似是一个没有生命的物体。其实,在你深入了解之后,就会发现,芯片就如同其他动植物一样,要想它能正常的生存工作,对周围的环境也是有一定的要求。

具有电子开发设计经验的小伙伴,都很清楚,在设计产品的电路原理图,会选用一些数量的电子元器件和芯片。只是在挑选芯片的品牌和具体型号时,就会考虑芯片工作的环境因素。

什么环境因素呢?

是温度。不同的温度,芯片的工作状态也不同,这就是为什么在确定芯片的型号时,必须要考虑到温度这个变量。

芯片,它是由半导体材料制造生产出来的。什么是半导体?半导体就是,它在某些条件下,它可以变为导体,是可以正常导通电流电压的;在某些条件下,它就变成了绝缘体,不能再继续导通电流电压了。

这是半导体的基本特性,也是芯片的基本特性。

显然,环境的温度就能左右芯片的工作特性。无论是高温或者是低温,都很容易诱发芯片丧失正常的导体特性。只有在合理的温度范围内,芯片才能正常的发挥作用。

芯片哥列举一个实际的芯片案例,或许就更有说服力了。

ST意法微处理器(单片机),在它的规格书中,就明确指出,它的工作温度范围。

ST意法的这个型号芯片,只有在-40 与85 之间的温度范围内,才能正常工作,否则它的功能就会失效。

这也是为什么,芯片按照工作的温度可以被划分为六大类。

一类是民用级,一类是工业级,一类是 汽车 级,一类是船用级,一类是军工级,一类是航天级。

其中民用级的芯片,对温度的要求最低,只需要在日常的环境温度下,能正常工作就行;

工业级的芯片,对温度的要求就要比民用级的芯片高一些,它一般要求温度在-40 到85 范围内,芯片能正常工作,不能发生异常;

汽车 级的芯片和船用级的芯片,因为涉及到人的生命与财产安全,所以对它的温度要求,就更高了。一般是要求在-40 到120 范围内,芯片不能出现任何故障问题。

军工级的芯片和航天级的芯片,对温度的要求属于最高。这是因为,用在军工上面的芯片和航天上面的芯片,它的环境最为复杂。

这个是显而易见的。

在航空航天领域,芯片随时有可能遭受来自宇宙的某个射线干扰,也随时有可能遭受太阳风暴的袭击,还有可能面临忽冷忽热跳变式的天气。

这些都是航天级的芯片,在选型的时候,必须加以考虑的。

回到这次的主题,假如把芯片放到月球上面去,会发生什么有趣的现象呢?

会发生什么呢?不用猜,芯片哥和小伙伴们理性地一起分析一下,或许知道这个问题的答案了。

月球,它不是我们现在居住的地球,它的环境也不像我们的地球那么温和。

首先,月球没有像地球一样的大气层。月球的表面,几乎是暴露在宇宙下面的,对宇宙外面的干扰,没有任何的阻挡。

其次,月球的自转周期超过了27天,远远超过了地球的自转周期1天时间。也就是说,月球的1天时间是27*24小时,并非是我们地球的24小时。

白天和黑夜就是一半对一半,月球的晚上时间也就是13天,白天的时间就是13天。

再次,月球的表面温度,白天最高达到160 ,晚上最低可达到-180 。这与地球白天晚上的温度,简直就是天差地别,完全不同。

假如把芯片,放到月球上面去,就会出现

1,芯片会遭受来自宇宙的各种射线破坏,它的功能可能会变异,不再是原来设计好的功能;

2,芯片会持续13天的时间,受到太阳的暴晒,同时还得遭受月球表面160 的高温,芯片可能会因为热胀冷缩的原因,出现炸裂,不能再工作了。

3,芯片既然会持续13天的时间,受到太阳的暴晒,同样白天时间一过,它就会遭受到持续13天的晚上时间,温度低到-180 。此时,芯片就会因为温度过低,停止了工作。

也许有小伙伴们会问芯片哥,芯片既然在月球上不能正常地工作,那我们之前成功发射的玉兔号月球车,为什么还能正常地工作?为什么还能继续地在月球表面做着科学实验呢?玉兔号月球车,它里面也是有芯片的,这个又怎么解释呢?

对的,完全正确,芯片哥承认这个。

不知道小伙伴们有没有注意到,芯片哥刚刚讲到的芯片类别问题。

芯片,它是按照温度的范围,可以分为类别的。用在玉兔号月球车上面的芯片,它是属于航天类别的,自然能承受月球表面环境的考验。

如果将航天级别的芯片,放到月球上去,这没什么问题,芯片的功能该是怎么样的就是怎么样的。只是如果将其他级别的芯片,如民用级与工业级,放到月球上去,恐怕就有可能会出现变异,原本芯片的电流是1A,出现变异后,电流就被放大到10A了。

呵呵,希望这个“有趣”的现象,不要发生在我们中国身上。到时可以发生在,最近怼我们中国很厉害的澳大利亚身上,让澳大利亚发射的卫星,统统失效,哈哈~~~

#芯片# #半导体# #学问分享官#

芯片哥,即将开设芯片销售和产品方案开发的小店,支持吗? 单选0 人 0% 支持芯片哥 0 人 0% 不支持投票

人类为什么要探索太空简答

人类为什么要探索太空简答,“嫦娥三号”携着玉兔稳稳地降落在月球表面,中国人实现了第一次在地外天体的软着陆!我们人类一直都是在不断的去探索太空,但是你知道人类为什么要探索太空简答?

人类为什么要探索太空简答1

人类探索太空的原因是:

1、由于人类居住的地球,只是浩瀚宇宙中的一个小小星球,目前人类对太空的认识,就像在海滩上玩沙子的儿童对大海的认识一样。人类对太空的求知欲望,将是太空探索的永恒动力。无疑,人类也只有通过太空探索,才能最后回答“宇宙是从哪儿来的”、“人类是怎样产生的”等这些长期困惑人类的哲学问题。

2、太空探索的目的也是为了更好地保护和开发地球。当前地球面临气候变暖、生态破坏、能源枯竭、小行星可能撞击地球等严重挑战,这就迫使我们考虑未来人类是否需要移民到外星球去。将整个人类都移民,现在看起来不现实,即使移民也只可能是少数人。

因此,唯一使人类社会永续发展的办法,就是解决地球的生态保护和能源的持续利用问题,并开发利用太空资源,来不断改善人类生活。目前,利用太空的高远位置,已经在通信、导航、遥感等信息领域,取得了巨大成效,而在开发物质资源和能源方面,也已初露曙光。

3、在人类开展太空探索的进程中,也必将抛弃以人类为中心的“人定胜天”的理念,努力保护太空的生态。

人类为什么要探索太空简答2

人类为什么要探索太空

人类探索宇宙的意义在于:揭示宇宙的形成与演化,探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响,对天文学、宇宙学、物质科学、生命科学和思想科学的发展有巨大的推动作用,宇宙在物理意义上被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等。

其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。

在太空中,可供人类开采利用的环境和物质还有很多,如高远位置资源、推进通信技术和其他遥感技术发展;特殊的重力空间可以辅助微重力实验,这其中又包含了动流体力学、材料科学和生物技术等方面的研究,囊括了制药、农业和材料以及电子科技等众多领域发展。

除此之外,还有高效率的太阳能、辐射资源、大温差资源等各方面的可利用资源,只要合理掌握好这些太空资源的利用方法,将会是提高国家综合实力与国际影响力无可替代的强大助力,世界上任何一个国家都不会是这当中的.例外。

总结就是:

一,测试设备,如果有可能人类未来移民其他星球,如和选好最安全最省钱的设备。很重要

二,做实验,有些实验必须在真空条件下展开

三,收集数据,如果移居其他星球的可能,这些数据将来会至关重要。

四,对外彰显国力,这个不必多说。

五,对内增加民族自信心,也不必多说。

目前地球还没开发完全,探索太空也是费时费力而且短期内没有什么回报。

人类为什么要探索太空简答3

人类为什么要探索太空?

航空航天技术是现代科学技术高度综合集成的体系,如“阿波罗计划””是人类有史以来规模最大、耗资最多的科技项目之一。参加“阿波罗计划”的有2万余家企业、200多所大学、80多个研究所,总人数超过40万。

“阿波罗计划”的实施,促进了20世纪60年代到70年代的巨型火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机、电子技术、自动控制、真空技术、低温技术、半导体技术、制造工艺等一大批高技术领域的发展。“阿波罗计划”产生了3000多种新技术,推动了科技的进步和工业的繁荣,获得了巨大的经济效益和社会效益。

航空航天活动推动了一系列高新技术的诞生、成长、推广和应用,催生了一大批新学科的形成、创新、开拓和发展。

航空航天活动对国民经济和社会生活在许多方面都产生了重大影响,改变了世界的面貌。航空的发展不仅改变了交通运输的结构,还广泛应用于空中摄影、大地测绘、地质勘察、资源调查、播种施肥、除草灭虫、森林防火和环境保护等方面,对传统生产方式的变革产生了深远影响。

航天技术直接服务于国民经济的众多领域,卫星通信、卫星广播与电视、卫星气象预报、卫星导航、卫星资源勘查、灾害预报和环境监测等改变了人们的生产和生活方式,产生了巨大的经济效益和社会效益;各种科学探测卫星、天文观测卫星和科学实验卫星的应用,拓展了人类的视野,获得了大量新发现,更新了人类对地球空间、太阳系和整个宇宙的认识,产生了一系列新兴学科。

航天器为人类创造了一个具有众多特殊环境的实验平台,使人类在高真空、微重力、超低温、强辐射太空环境中开展新材料、生物制品和新工艺的综合研究。深空探测的开展能带动一系列先进新兴技术的突破与发展,并为人类社会的可持续发展提供支撑与服务。

它带动了人类对生命的起源、太阳系的形成与演化的研究,使比较行星学兴起与成长,还推进了太阳活动与小行星撞击对地球的灾害性影响、对地外资源与能源的开发利用、建立月球与火星基地拓展人类生存与发展的空间等领域的进展。深空探测还有助于我们了解并保护地球。

航空航天活动已经成为衡量一个国家科学技术、国防】建设和国民经济现代化水平的重要标志。航空航天活动始终不渝地追求和平开发利用空间、造福全人类的崇高目标,是人类在探索未知世界中成就辉煌而又最令人激动鼓舞的领域;航空航天活动展示出人类最新科技成就的综合、集成、交汇与创新的完美融合。

集中体现了人类探索未知、不畏风险、献身科学、勇往直前的精神风貌。因此,普及航空航天知识,弘扬航空航天的科学精神与科学思想,发扬“两d一星”和载人航天精神,在提高全民科学素养,激励青少年热爱科学、探索未知等方面都会发挥重大作用。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/8972860.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-23
下一篇 2023-04-23

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存