专家答疑《火星》:电动车能在火星开多久

发布时间:2016-01-08 10:43:51
专家答疑《火星》:电动车能在火星开多久
电影里的火星探险漫游车 电影里的火星探险漫游车

  新浪娱乐讯 满屏的《火星救援》消息有木有?马特达蒙在《火星救援》中饰演一个逗比的全能科学小达人马克沃特尼,在异星球火星上改造栖息舱、造水、造空气、种土豆吃活命,还得发电,改造火星探险漫游车,奔驰3200公里到达唯一能活命的指定救援地点,最后还开着敞篷宇宙飞船飞上天,你没看错,他就是这么的牛气。

  这个影片打动人的地方还在于,虽然是科幻电影,却保留了真实科学的朴实性。这一点著名作家马伯庸就用了三个“非常棒”来怒赞,他是这样说的,很久没有这样朴实刚健的科幻片了,中途几次看哭,结尾全场都在热烈鼓掌。

  豆瓣上的一篇影评提到这部电影时称:“英雄电影终于从“我好同情你”这个蜥蜴级别的思考,变成“如果我是你我会怎么做”这个人类级别的思考。静默的行动有静默的力量,不停的计算、思考、失败、重来,本身就是巨大的力量。”

  如果你是马特达蒙,你会如何做?试想你一觉醒来,发现躺在火星的沙漠里,宇航员队友都以为你挂了,正光速飞回地球。《少年派的奇幻漂流》在印度洋里飘,好歹还有一只老虎陪着,你抬头,周围连只苍蝇都没有,咋办?这正是片中马特?达蒙的真实处境。

  想要活下来的马特达蒙首先跟电是杠上了,无论是栖息舱还是太空探测漫游车,还是与地球建立联系的工具,离开了电那都只是一堆没用的废铁。片中另一个难题是,马特达蒙需要开着火星探险漫游车在火星穿越3200公里到达指定救援地。在火星上,3200公里,没有加油站,没有充电站,他如何到达呢?

  火星探险漫游车是个电动车吗?已经有哪一些蓄电技术已经运用到了航天科技?马特达蒙会不会成为第一个在火星“电死”的英雄?

  本期#大神来聊火星救援#我们请到了国内最顶尖的动力电池技术专家其鲁教授来为大家答疑,从简到繁学习蓄电科学,我们走起!

  PS:其鲁,北京大学教授、博士生导师,国务院特殊津贴专家,材料科学家,我国钴酸锂、锰酸锂电池正极材料、动力电池技术奠基人,曾担任2008年奥运会清洁能源电动车用动力电池项目首席科学家,国家“十一五”863电动汽车动力锂电池项目负责人。

  以下是对话实录:

  小编问:抱歉,我是科学盲,请问蓄电池目前到底有什么种类呢?

  其鲁专家:规模化生产的蓄电池目前主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池,还有如有钠-硫电池,锂空气电池,锌空电池,等等。

  小编问:目前全球的锂电池科技最顶级的技术是什么,有哪一些已经运用到了航天科技中?

  其鲁专家:目前全球锂电池科技中最顶级的技术是高能锂离子电池,包括以尖晶石锰酸锂为正极材料的高能量密度储能电池,以及以多元金属氧化物为正极材料的高功率储能电池。高能量密度的锂离子电池已经开始用到了航天科技中。

  小编问:在《火星救援》中,马克沃特尼是用太阳能电池给蓄电池充电,在现实生活里,是否能用太阳能直接给蓄电池充电?

  其鲁专家:可以用太阳能板直接给蓄电池充电,这已经开始大规模使用了。在中国的北部草原上,有数万户游牧民远离电网,长期以来一直处于无电可使状态。近年来,一种直接用太阳能充电的、称为“微电站”的绿色产品(由储能的高性能锂离子电池和太阳能阵列组成)开始在无电草原地区使用,3kW的微电站可以提供基本满足家庭生活用电的电能,彻底解决了草原上几百年来无电的历史。

  (《火星救援》中霸气的火星代步小车车,让小编想起了拖拉机有木有!)

  小编问:我们是不是可以理解,马克沃特尼驾驶的太空探险车就是现在的电动车?

  其鲁专家:电影中的电动车与现在的电动车基本相同。但太空中的探险车可能完全不同于现在电动车,因为太空没有平坦的道路,所以探险车的移动可能会像人类的行走一样,或者更像螃蟹一样,用灵活的多只腿来实现移动或用坦克一样的铝带。

  小编问:如果用太阳能给蓄电池充电应该注意什么?会有哪些危险可能会发生?

  其鲁专家:就目前地球的环境和技术水平来说,用太阳能给蓄电池充电已经非常安全了,只要不受到外力的破坏。但是,在太空有很多其他强辐射、真空、低温或高温以及陨石的碰撞问题要考虑,以免意外发生。

  (太空栖息舱也需要电力让所有生命系统活起来)

  小编问:火星上的地表温度温差巨大,蓄电池是否可以在这样的环境中工作?并且循环多次充电?电池的使用寿命等是否与空气组成也有关系?

  其鲁专家:据报道:爱YY,爱生活,精彩观影,从爱YY影视社区开始!爱YY影视精彩影片推荐:赤道附近,白天温度可以达到20℃,夜间会骤然降低到-80℃左右。火星两极的温度更低,最低可以达到-139℃。就目前锂离子电池的技术来说,在负40度到正50度之间使用没有问题,火星上昼夜温差很大,可以判定,白天使用没有问题,晚上可能会出现问题,这需要采取一些保温措施。电影中取暖靠废弃核燃料的预热,不需要考虑用电供暖。电池也靠上述供暖方式保持了工作温度。

  锂离子电池的使用寿命与空气组成没有关系,火星环境更有利于锂离子电池的使用,锂离子电池是需要隔绝水和氧气的。

  小编问:以目前最顶端的蓄电池科技,如果与太阳能充电板结合使用,穿越3200公里的话,带多大容量的蓄电池及多少太阳能板是合适的?

  其鲁专家:这与太空探险车的重量、太空车在火星表面要穿越地区的地表情况、以及行驶的速度等有关。火星上的重力仅为地球的五分之二,太空车的重量阻力比地球小多了,是非常适合使用电动车的。目前中国技术含量高的锂离子电池电动轿车(配置20kWh的锂离子电池),在公路上约能行驶200公里。如果每天就跑200公里的话,3200公里要跑16天。只要带上3个kW的太阳能电池,每天充电半天时间,其余时间行驶,3200公里约一个月跑完。当然,火星表面也许路况极差,所以可能会消耗更多的时间。假如不考虑其它设备的用电,每天仅行驶30公里,由5kWh的电池,白天充电2小时即可,但要在火星上行驶约四个月。

  小编问:蓄电池的容量是一方面,体积也是一方面考虑?

  其鲁专家:锂离子电池是各种蓄电池中体积最小、重量最轻的电池。今天在地球表面行驶电动车辆,完全不需要考虑电池体积的问题。今后,随着技术的进步,锂离子电池会更轻、更小。

  小编问:如果马克沃特尼成功了,是否可以憧憬未来的电动车的发展,我们可以带着太阳能电池及蓄电池,走遍全世界?

  其鲁专家:这样的技术问题在地球上目前基本已经解决了。2015年年初,世界上第一架完全使用太阳能动力的飞机“阳光动力2号”实现了环球飞行,也经过了中国。目前商业化太阳能板1平米的发电功率约150瓦,最新研究的太阳能电池发电能力可以提高50%,即每平米面积可达220瓦,一辆小轿车垂直占地面积一般不到10平米,如果以10平米计算,一辆小轿车表面都是用太阳能板或膜,可以达到2千瓦的发电功率,在地球上驱动小轿车是没有问题的。相信在不远的将来,太阳能汽车能够进入寻常百姓家。

  小编问:您是一名科学专家,平常爱看科幻片吗?喜欢什么样的科幻片?有人说,科幻是对科学的想象,您怎么看待这句话?

  其鲁专家:坦白说看的不多,但比较喜欢科学逻辑比较缜密的,此外,一些具有超前想象力的科幻片会给人一些启发。科幻是对科学的想象,这话有一定道理,但是有些科幻小说或者影视作品的想象力接近于疯狂或超前。作为科幻作品,想象力非常重要。对于那些人们尚不太清楚的东西应该有一些超常幻想。

  与其鲁专家的对话让小编收获良多,如果你也觉得有收获,不如转给你的朋友们如何?人类从未停止对太空的探索,未来的火星世界,也许我们都有机会当一回马克沃特尼哦~

(责编:小万)



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