放射性同位素温差发电机（RTG/MMRTG）为太空飞船提供持续高可靠能量来源

时间： 2019-06-12 来源：II-VI Marlow

技术问答

人类的首次太空旅程是一个奇迹般的胜利，但是人类的好奇使得人类想要探索更多。我们渴望更多的未知信息和更远的旅程，地球上的研究成果决定了人类太空旅行的路程长短。

太阳能能够为短程的太空任务提供能量支持，但是科研人员急需找到一种能够为远程太空探索提供能量支持的可替代能源。从目前看来，这种能源正是放射性同位素温差发电机（RTG）和最近发现的一种多任务放射性同位素温差发电机（MMRTG）。

什么是放射性同位素温差发电机？

RTG通过使用放射性材料产生电力，放射性材料变化成非放射性材料的过程会产生热量，热电偶则正好将这些热量转化为电能。

这些热电偶的本质就是通过闭环电路产生电势的热电器件，根据帕尔贴效应，两种不同金属材料组成的回路中，如果存在两处温度不同点，那么回路中会产生电势，热电器件正是利用这一原理实现热电转换。

尽管RTG本质上是实现热电转换的核电池，但是RTG比传统的核电站和核武器中所使用的核裂变方式要安全和可靠的多。核裂变是一个主动分裂不稳定放射性材料的复杂过程，而RTG所采用的放射性衰变方式要更加的稳定可靠，此外，整个放射性过程都发生在辐射隔离安全罩内，即便发生事故，也能够保护安全。研究人员也在继续发现能够使得RTG更加稳定的方法。

什么是多任务放射性同位素热电发电机？

MMRTG和RTG使用相同的技术，不同的是MMRTG能够适应更加恶劣的环境，例如火星表面，和更广范围的任务。MMRTG发电机在安全级别和功能等级上经过特殊优化，与传统RTG相比，MMRTG体积更小，更加灵活，而且工作周期普遍更长。

深空应用

在过去40年中，有27个不同种类的太空任务中有用到RTG。通过RTG的供能，旅行者1号和旅行者2号已经在太空中收集信息并发回地球超过40年。这些宇宙飞船的任务旨在探索银河系。

近日，火星科学实验室发射了装备了MMRTG的好奇号火星车。好奇号火星探测器在探测GALE火山口而MMRTG能够忍受火星表面的恶劣环境并为火星车提供能量工业。此外，火星车上还装备由II-VI MARLOW公司研发的ChemCam热电模块，此模块能够为主动遥感器件提供冷却。II-VI Marlow公司的二级热电模块为ChemCam光谱仪提供冷却。

未来的RTG和MMRTG

NASA计划在2020火星任务中发射一辆与好奇号类似的火星探测器，此次任务将会解决长期困扰人类的关于火星过去是否存在生命和未来是否能够有潜力产生生命的问题。此外，NASA将会为新前线任务完成他们的Dragonfly概念，该任务将会往土星的土卫六号卫星发射一架MMRTG供能的直升机。

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