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火星车为何能一跑十年?多亏了电池里有它

常驻编辑 科普中国 2022-05-30 穆勒   火星   太阳能电池   矿石   薄膜   太空   元素   电池   来源   金属   材料
,也是第一个离开太阳系的人造飞行器。预计安装的同位素温差发电器可以保证旅行者号上搭载的科学仪器继续工作至2025年。0vj拜客生活常识网

我国2018年发射的嫦娥四号登月探测器,同样也配置了同位素温差电源。它不仅可以为月球车长期供能,还可以在极寒的月夜对搭载的精密仪器起到“保暖”的作用。0vj拜客生活常识网

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“嫦娥四号”登月探测器,由“玉兔二号”月球车拍摄,图片来源:Wikipedia0vj拜客生活常识网

太空“千里眼”0vj拜客生活常识网

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在太空探索中,碲的应用不仅局限于光电和热电转换领域,它也在太空红外探测中扮演了关键角色。红外探测在太空探测中具有特别重要的意义,因为紫外线和可见光很容易被宇宙尘埃遮蔽。一架灵敏的红外太空望远镜可以让我们在宇宙中看得更远。0vj拜客生活常识网

想要获得高性能的红外望远镜,选用合适的高质量探测材料至关重要。碲的一些合金材料,例如碲化铅(PbTe)、碲汞镉(HgCdTe)和碲化锡(SnTe)等,是制造夜视镜、红外遥感和红外雷达的良好材料。特别是1958年发现的三元合金半导体HgCdTe(x 1),具有禁带宽度可调、响应速度快、量子效率高和低功耗等优点,迄今仍然是高性能光子型红外探测器的最佳选择。0vj拜客生活常识网

就在2021年圣诞,耗资近百亿美元,由256家公司、政府、学术机构参与,数千名科学家花费25多年设计建造的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发射升空,开始了它漫长的太空之旅。0vj拜客生活常识网


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詹姆斯·韦伯太空望远镜,图片来源:aasnova.org0vj拜客生活常识网

韦伯望远镜具有强大的红外成像和光谱分析能力。在它巨大的镜面后面是各种设备组件,为了使韦伯望远镜具有更高的红外探测灵敏度,研发团队投入了非常多的心血。其中,近红外相机由亚利桑那大学和洛克希德马丁公司合作建造,相机中的10个碲汞镉探测器,完美覆盖0.6 5μm的近红外波长范围,从而帮助望远镜看到更多、更古老的恒星和星系。0vj拜客生活常识网

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韦伯望远镜近红外相机采用的2048 2048 HgCdTe焦平面阵列,图片来源:参考文献[14]0vj拜客生活常识网

综上,碲元素或许鲜为人知,但它很多领域都发挥着关键的作用。它帮助人类实现开拓外星的雄心壮志,也在协助我们应对地球上日趋严峻的能源危机。希望伴随着科技创新和资源的合理利用,世界各国能携手走上一条面向未来的可持续发展之路,这其中,合理利用碲元素将成为重要的一环。0vj拜客生活常识网

参考文献:0vj拜客生活常识网

[1] Curiosity rover:https://en.wikipedia.org/wiki/Curiosity_(rover)0vj拜客生活常识网

[2] Tellurium:https://en.wikipedia.org/wiki/Tellurium0vj拜客生活常识网

[3] Ossi Horovitz, MÜLLER VON REICHENSTEIN AND THE TELLURIUM, https://www.researchgate.net/publication/2716455240vj拜客生活常识网

[4] von Reichenstein, F.J.M. (1783). "Versuche mit dem in der Grube Mariahilf in dem Gebirge Fazeby bey Zalathna vorkommenden vermeinten gediegenen Spiesglanzkönig".(in German). 1783 (1.Quartal): 63–69.

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