1块电池能用87年，旅行者1号的核电池内有432颗钚-238氧化物陶瓷颗粒，这些直径约1厘米的圆柱形颗粒，像一盒堆叠的硬币，衰变产生的高温有600℃以上。钚-238的半衰期是87.7年，意味着它能发热80多年，非常适合星际深空任务。 说起旅行者1号这家伙，大家可能觉得它就是个老古董，但它到现在还天天往地球发数据，靠的就是这个核电池。简单讲，这电池不是咱们手机里那种锂电，而是叫放射性同位素热电发生器，简称RTG。里面塞满了钚-238氧化物做成的陶瓷颗粒，总共432颗，每颗直径差不多1厘米，高也差不多1厘米，看起来就跟一盒子叠起来的硬币似的。这些颗粒不是随便捏出来的，得在实验室里用高温高压压实成形，还得裹上铱合金壳子防辐射和高温。要知道，钚-238衰变的时候会放出α粒子，这些粒子撞击材料就转成热能，颗粒中心能热到600℃以上，外层包裹的材料得扛得住，不然就散架了。 为啥非得做成这么多小颗粒呢？因为大块的容易裂开，万一火箭爆炸或再入大气层，碎片飞得到处都是，污染风险大。小颗粒分散了热量，散热面积大，还能均匀发热，避免局部过烫坏了发电部件。每个RTG里有24个燃料模块，每个模块18颗颗粒，加起来就是432颗，总重约4.5公斤钚-238。发电原理挺直白的：热端贴着这些热颗粒，冷端对着太空的零下270℃，中间夹热电偶材料，比如硅锗合金，温差一拉，电子就动起来了，产生电流。刚发射时，三台RTG总共能给出470瓦电功率，够驱动所有仪器和通信。要是换太阳能板，早飞到木星外头就没电了，因为阳光弱得可怜。 钚-238这玩意儿半衰期87.7年，意思是87年半后，放射性减半，热量也减半，但前80多年输出还算稳定，正好够深空任务用。比起铀-235或钚-239，它不适合核爆，只会慢慢α衰变成铀-234，放热不放中子，辐射也容易挡住，一张纸就行。NASA从上世纪60年代就开始用它，先是先驱者号，后来维京号登陆火星，旅行者就是巅峰。生产钚-238可不简单，得从钚-239堆里分离，或者用反应堆轰击镎-237。70年代为旅行者赶工，美国橡树岭和萨凡纳河工厂加班加点，勉强凑出够两艘探测器的量。那时候库存就快见底了，国会还得批钱重启生产线。 旅行者1号1977年9月5日从卡纳维拉尔角射出去，本来计划就探木星和土星，4年任务就收工。谁知它超期服役快50年，现在飞出太阳风层，进了星际空间，离地球243亿公里远，光信号单程得22小时多。速度每秒17公里，靠木星土星引力弹弓甩出去的，现在是人类最远的使者。里面带的金唱片有地球声音和图片，万一外星人捡到，能知道我们长啥样。RTG让它不靠太阳，稳稳发数据，尽管现在功率掉到220瓦左右，工程师得一个个关仪器省电：相机早关了，紫外和红外也歇了，只剩磁强计、粒子探测器和等离子波仪在转。 关仪器这事儿不是随便来，得算功率曲线。钚-238衰变匀速，每年掉0.8%左右，加上热电偶老化，实际衰减快点。到2025年，预计还能撑着发工程数据，但科学仪器得再关几个。NASA的深空网用70米大天线在澳大利亚和西班牙接信号，数据率低到每秒16比特，慢得像上世纪拨号上网。旅行者2号也差不多，2018年进星际空间，现在离地球200亿公里，延迟18小时。它多探了天王星海王星，补了旅行者1号的课。 RTG这技术从60年代就成熟了，阿波罗12到17号把类似电池搁月球上，给地震仪供电。好奇号火星车也用它，不怕黑夜冷。钚-238每克发0.57瓦热，效率高，但生产贵，一公斤得几百万美元。冷战后美国停产30年，靠俄罗斯买货，库存快光了。2015年重启，橡树岭用高通量同位素反应堆轰镎-237，目标年产1.5公斤。到2023年，刚给好奇号续命的量就0.5公斤。未来龙飞号去土卫六，还得靠它。 为啥钚-238这么合适？半衰期不长不短，热密度高，辐射低。其他选项像锶-90半衰期28年，太短；钋-210138天，更短；镅-241432年，但热少，辐射多，得加重屏蔽。钚-238平衡最好，α粒子能量5.5MeV，转热快。颗粒做成陶瓷氧化物，密度11克每立方厘米，不溶水，安全。封装时用铱壳和石墨层，防爆防漏。整个RTG像个保温瓶，热只往发电方向走，太空真空不散热。 旅行者这俩兄弟超预期，证明RTG靠谱。1972年先驱者10号先穿越小行星带，也用类似电池，虽失联了，但开了头。卡西尼去土星，伽利略探木星，全靠它。现在新视野号飞过冥王星，毅力号在火星钻岩，全是钚-238功劳。问题是库存紧，NASA得规划，每任务得几公斤。国会批钱慢，俄罗斯供应不稳，美国自己产是王道。到2026年，预计年产够用，但得加速。
不是通过温度来发电吧 太空散热差 估计是靠放射性带电粒子在磁场中的偏转 集结到极板上的直接发热 或者太阳能那种光电转换
韶华一世
是温差发电 用两种材料做成回路高温传导向低温哪一端会产生塞贝克效应，但是功率不高但是它胜在稳定使用寿命长，基本免维护的。
掌柜的
美国50年前的技术，我们今天能做到了吗？
哎妈呀 回复 11-28 21:41
只要美国还需要，只要其他国家还没能宇宙任意航行，它就还能继续运行10000年
用户15xxx92 回复 哎妈呀 11-29 07:31
[点赞]明白人
用户14xxx83
他那个就叫温差发电机，还用怀疑吗？
周扒皮神龙摆尾
温差发电机，有温差就能直接将热能转换为电能，但是效率低，
用户14xxx83
详细介绍这个核电池原理的文章真不多，希望国内将来也能研发出来[点赞][点赞]
且听风吟 回复 12-02 01:28
国内早就使用了，热电隅发电就用在你家燃气灶的熄火保护上了
长平 遗魂 回复 11-30 20:34
简单就是原材料不好弄。
老王
半衰期是87.7年，意味着能发热80多年
欢乐谷 回复 11-28 18:53
只能说87.5年后发热的物质会少一半，发热会一直都有
楼恒 回复 11-28 18:12
发热是永久的
tb5456528
我记得最早的时候，这个卫星的中文译名叫海盗一号，海盗二号，后来不知道谁给翻译的高大上了，叫旅行者[滑稽笑]
剑仙 回复 11-29 22:58
海盗号好像是早期探测火星的探测器，和这个不一回事吧
用户12xxx65 回复 11-30 13:03
从开头就叫旅行者，当年轰动一时，国内还着重介绍带着的金唱片里有中国的高山流水古琴曲。
星空依旧灿烂爱你永不变
希望有一天人类能生产出来更快的飞行器去把它们接回家，别再让它们在外面漂泊了！
何许
半衰期这么神奇的吗？到了半衰期就一下减半了？这让我想起来向日葵在太阳落山的瞬间就转向东方等着了！
老胖 回复 11-28 17:43
作者不太懂，但努力科谱。向日葵再太阳落山后还是向西的，慢慢的就转回去了，差不多半夜吧，就回东了
老胖 回复 11-28 17:47
作者不太懂，但努力科谱。向日葵在太阳落山后还是向西的，慢慢的就转回去了，差不多凌晨吧，基本上就回东了，另外向日葵长大后籽饱满后就不这样了
天涯 深刀客
这玩意造新能源车厉害啊
拉鉤Ω一百年不會變 回复 11-29 10:28
成功解决了，油车不炸，电车威力小，氢燃料不污染的缺点。
苏米 回复 11-29 07:46
自重仅一吨的微型汽车要跑起来，也要40千瓦的电机，按文中所说1克钚238热电池功率0.57瓦，要约40*1000/0.57=70175.4386克，1公斤卖价几百万美元，70公斤至少几亿美元，这种新能源车你买得起❓[哭着笑]
用户52xxx83
赶快摧毁它。黑暗森林法则生效，地球就危险了。 不要回复！不要回复！
chy22 回复 用户58xxx59 12-02 15:07
确实追得上，旅行者的速度不快
用户58xxx59 回复 12-01 14:39
怎么摧毁，什么速度的航天器能追上
用户18xxx83
我们国家估计还没有这样的技术呢，加油吧！
UC用户 回复 12-05 19:32
你在钓鱼吗？
赚钱养佳
80多年只适合太阳系近距离任务，深空就别想了！
这也不对呀
小鬼子不是有几十吨钚吗？
澄州传奇
小编不知道旅行者1号已经失联了，还2025年
用户16xxx21
半衰期八十多年就发热八十年啊？那另一半没衰变的就不要了是吗？[滑稽笑]
卯金刀 回复 12-17 17:44
是因纯度越来越低，单位体积内鉟越来越少，发生裂变的概率变小，难度增大，热量就会少很多
苏州用户
带两套电池，第一套用钚-238，第二套用镅，发热慢，但持久
繁花未必落地
这个也可以做成带储备的吧！另加一个反应堆，等第一个不能用了，最后的能量启动第二个！又续命80年！
博格达 回复 12-06 11:47
80年后一个剩一半燃料，另一个没用的也只剩一半燃料[开怀大笑]
周扒皮神龙摆尾 回复 12-11 18:06
你怎么储备，这玩意造出的那一刻就开始衰变，第一个不行了，备用第二个也不行了，你用不用它都发热
夕阳下的天使
本来旅行者一号也是要去天王星海王星的。只是在土星跟前发现了土卫六的稠密大气层。NASA被它吸引了，临时修改了轨道飞向了土卫六。导致方向改变飞离了黄道平面。去不了那两颗了。
大肥
好文。
马艳峰
尼玛，半衰期不是指能发热期
用户10xxx14
假的，好莱坞拍摄的，美国没有芯片，没有稀土，没有电脑，怎么可能有卫星，还飞到冥王星，想多了，肯定还在模拟场，信美帝都是汉奸，不解释。
用户14xxx83 回复 11-29 20:44
真有不嫌丢人现眼的！
确有其人 回复 12-01 09:56
牛叉，世界科学家都被骗了，独你是世间最清醒第一人！
钟祥市大健康泉水产业园
中国航天加油[赞][赞][赞]
孤舟浩海
先弄明白什么是半衰期再来写文章吧
滥人情 Triste 。
尽是些中AI文
镇倭大将军
怎么发电的呀？
用户17xxx95
装个我手机上吧！我不想充电了
嘿嘿
温差发电？真空是良好的保温层，太空中散热和热堆积一直都是老大难吧[笑着哭]
冷若冰霜
米吹
小楼花雨
浪费，放电动车多好[滑稽笑][滑稽笑][滑稽笑]
十三月十七日
装新能源车上
何许
半衰期什么神奇的吗？到了半衰期就一下减半了？这让我想起来向日葵在太阳落山的瞬间就转向东方等着了！
苏米 回复 11-29 07:48
慢慢的，每天每时每刻在减少，到了半衰期就刚刚减到一半，这么说你明白吗❓
陈仙应
中子增值核反应堆国内有没有
别忘记梦想
好像最近完全耗尽彻底失联了
1794351
现在都不知道飞哪去了！别舔了！
阿的一些事情
要利用太空的低温 形成极大温差才能发电。在地球上用不了
时光荏苒
旅行者号飞出太阳系要上万年。
aaaaa
为啥背景没星星呢[滑稽笑]
硅胶橡胶
现在感觉有点和阿波罗登月一样的情况不明，有没有同感？
我有个朋友
没有灵石好用，老夫三万年前布下的人马座传送阵，用的极品灵石现在还可以用😏
大郎不吃药
半衰期87年，不是只能发电87年，多读书