嫦娥四号在月球背面怎么发电,没有光线怎么拍照?
其实,月球也在自转,上面的任何区域都能得到阳光普照,所以嫦娥四号探测器有太阳能电池板,提供电力供应。另外,月球的背面和黑暗是两码事。
古人就发现,我们在地球上看到的月球,似乎一直不变,都是同一张脸,所以在地球上都看到的月球一侧被称为正面,而月球的背面在地球上是永远也看不到,这是由于月球绕地球公转的周期和月球自身自转的周期相同而导致的现象,在天文学当中把这种由于重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体的现象称为“潮汐锁定”,被锁定的一个半球会固定不变的朝向伙伴,这种现象在宇宙中普遍存在。
总结一下,月球和地球一样,也在自转,而且是同步自转,尽管在地球上只能看到月球的一侧,但月球的每个区域都能被阳光照射到,这和地球上一样,黑夜和白昼会更替。
首先要弄清一个问题,月球在围绕地球公转时,它也在自转,只是它自转的周期与公转的周期相等(称为潮汐锁定):27.32天
因而,人们在地球上始终只看到了月球的一面,另一面看不到而已。
月球和地球一样,能被阳光全部照亮,只是时间不同,并不是另一面没有阳光。
所以嫦娥四号的太阳能帆板照样能接受阳光而产生电能,可见光相机照样对月面月貌进行摄影拍照。
12月8日成功发射的嫦娥四号,目前正处在接近月球的26天旅程之中,随后将在月球背面的艾特肯盆地软着陆,实现对月球背面的巡视及各种科学探测工作。
嫦娥四号在月球背面的运行将主要通过太阳能板供电,而在夜间会采用低功率的核电源***供电。有了电源的供应,在夜间拍照当然可以使用闪光灯照明啊。
由于月球也在不断的自转,月球背面一样会受到阳光照射,具有白天和黑夜,在白天嫦娥四号会使用高效太阳能板进行光伏发电,维持正常运行。通过一下照片可以看到探测器上张开的太阳能发电板。白天通过利用太阳能转换成电能,就可以保障嫦娥四号的能量来源。
而月球背面的夜晚是黑暗寒冷的,温度会降至零下170摄氏度,这时嫦娥四号的夜间运行和探测活动就要靠它随身携带的秘密武器-核电池来供应能量了。
该核电池全称是基于238Pu同位素热源的同位素温差发电器,利用同位素衰变产生的热量,通过温差转换成电能,功率比较小只有2.5w,却是这种极寒条件最好的能源供给,可以用来保障体系热量以及进行温度测量等活动。
核电池也是NASA的好奇号等火星探测器必备的能源,一般最中间是放射性元素热源,连接温差发电的电极,通过散热片释放热量。在科幻电影《火星救援》中,寒冷的火星夜晚,马特呆萌就找出了核电池用来取暖。
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事实上,这个问题有两点需要注意。
一:月球背面并不是完全黑暗
二:核动力电池和太阳能发电交替使用
月球背面永远背对地球,但背面也有白天。不是说人类看不见月球背面,它就是黑暗的,这不是掩耳盗铃吗?
月球自转一周也是公转一周。其白天14天,夜晚14天。所以月球背面也有一半的时间处于白天。这时候完全可以依靠太阳能板。当然嫦娥四号的光伏板都是顶级的,极具高效性!
于此同时,探测器必须携带核动力电池。嫦娥四号的核动力电池依靠是钚238同位素产生的放射性能量实现的。
当然,嫦娥三号也携带核动力电池了,当时嫦娥三号的核动力电池输出功率不行,只是用来在夜晚维持“体温”。所以一到晚上,嫦娥三号就基本睡大觉了。
而嫦娥四号携带的核电池可以发热,因为月面夜晚温度甚至可以低至零下180℃,如果探测器不保温,其中的一部分零部件就有可能冻坏了。于此同时,嫦娥四号的核动力电池在夜晚不仅可以给探测器保温,还得完成对月面夜晚的温度探测任务。这就要求嫦娥四号的核动力电池比三号的输出功率要大的多。
这次嫦娥四号携带的238钚同位素温差发电机可以输出至少2.5 W的电功率。不仅可以保温,额外的能量还能提供给探测器动力完成夜间探测任务。
当然,到了白天,基本就靠太阳能板了,毕竟白天月面温度可以高达120多摄氏度,不需要保温了,还有太阳光可供使用。
但是核动力电池也随时待命。毕竟月面探测任务很复杂,如果遇见坎坎坷坷,必须要用核动力电池提供更多的能量摆脱险境。
答:月球背面也是有白天和黑夜之分的,嫦娥四号即将在月球背面登陆,白天使用太阳能提供电力,夜间使用同位素温差电池(核电池)提供电力,其中核电池可提供30年的电力供应。
首先纠正大家的一个误解,部分人会觉得月球背面永远是黑暗——这其实是不对的!
月球自身存在自转,而且自转周期和公转周期相等,在月球上也是有白天和黑夜的,考虑地球公转影响,月球的一个昼夜就是农历中的一个月(平均29.5天),所以月球上的一个白昼或者一个夜晚就是14.75天。
同位素温差电池,是利用某些放射性同位素(比如:锶-90,钋-210,钚-238等等),它们在衰变时会释放大量热量,并在装置内产生温差,然后利用特殊材料产生温差电动势,从而把热能转化为电能。