隨著美國毅力號航天器成功著陸火星，它的7千萬美元天價核電池實在太顯眼，是什麼樣的神奇存在，能這麼高的價格？而我國的天問一號用的是太陽能電池，那麼毅力號能不能換成太陽能電池呢？或者在火星上就地取材，能不能供電呢？

毅力號航天器的核電池

核電池，又稱為原子能電池，放射性同位素電池，也被叫做放射性同位素溫差發電器（Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG)）。這種溫差發電器是由一些效能優異的半導體材料，如碲化鉍（BiTe）、碲化鉛（PbTe）、鍺矽合金和硒族化合物等，把許多材料串聯起來組成。另外還得有一個合適的熱源和換能器，在熱源和換能器之間形成溫差才可發電。

這樣的核電池，既貴又複雜，那麼曉木帶你一起盤點一下，火星供電的其他備選項是否可行！

太陽能發電

和地球一樣，火星也處於太陽系中，自然也能接收到陽光，因此，理論上太陽能電池供電是可以的。但是，理論和實際應用到底有多大的鴻溝需要逾越呢？

太陽能電池

難度一：太陽光接收量少。太陽能電池，是將太陽能轉化為電能的裝置，而要實現大量的電能轉化，首先需要能夠接收到足夠的太陽光，而火星距離太陽2.27億千米，遠大於地球。因此，相對地球，火星獲得的熱量更少，能量也更低。如果用太陽能電池為火星車供電，首先面臨的能量更少更低的先天不足。

火星距離太陽比地球更加遙遠

難點二：轉換效率低。太陽能電池，既然作為一種能量轉換器件，並不能100%的轉換能量，必然面臨著轉換效率的限制。地球上成熟的商用太陽能電池轉換效率在20~25%之間，而迄今為止，最高的太陽能轉換效率是41.7%，也僅僅停留在實驗室層面，是美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL） 開發的，相關文章發表在《自然-能源》上。

迄今最高轉換效率的太陽能電池

也就是說，將現在最成熟的太陽能電池（按25%的效率計算），拿到火星上，面對先天不足的能量缺陷，這個效率還要再降低，因此這樣轉換的電能，是無法滿足航天器使用的。

火力發電

我們知道，在地球上，發電的方式有很多種，例如火力發電就是將可燃物燃燒產生熱量，再透過發電動力裝置，轉換成電能，顯然這種方式在火星上是不可取的，因為我們無法短期內找到大量的可燃物，而且火星上的大氣組成和地球完全不同，支撐可燃物燃燒的基礎條件都不一定存在；

火電站

難點以：可燃物難以獲取。我們知道，地球上傳統的可燃物就是煤、石油、天然氣等，但這些自然資源，是地球經過上億年的自然演化而得來。而火星，對人類來說，是一個完全新奇的世界，這些看似平常的自然資源，在火星上不一定存在；

石油

難點二：可燃條件達不到。燃燒要達到的條件就是可燃物+達到著火點，在地球上富含大量的氧氣，著火點很容易達到；而在遙遠的火星，大氣稀薄，主要成分是二氧化碳，無法達到著火點。因此，在地球上很多輕而易舉就能完成的自然現象，在火星上就非常的難。

地球上易燃物很容易達到著火點

能否點燃甲烷發電？

火星大氣中含量為十億分之一級（ppb）的微量甲烷，首次的發現來自2003年一支在NASA戈達德太空飛航中心的團隊。2004年三月，火星快車號和自地面觀測的加法夏望遠鏡也支援甲烷的存在，濃度約10ppbv。甲烷的存在十分吸引人，因為這是不穩定的氣體，要存在必有某種來源。據估計，火星每年必須產生約270公噸的甲烷，但由小行星帶來的只佔0.8%。因此，如果能將這樣的氣體收集，或許火星供電可以一試？

火星上的甲烷氣體

曉木不得不說一句：難度極大，因為目前人類的科學實驗，還是以人自己做為主，而火星上現在還沒有人生存的條件，無法人工去做實驗收集？那麼，可不可以採用人工智慧加機器人完成呢？

首先，科學技術是一大問題，目前地球上機器人做實驗的事情，還只是個概念和零星的幾個論文，還沒形成規模化，還沒成熟。

其次，成本是個問題，這又回到原點，我們替換核電池的原因，就是為了降低成本，如果能將機器人發到火星上去做實驗收集甲烷，這成本怕是比核電池更高了。

機器人能不能做實驗？

水發電可行否？

我們知道，水力發電利用的水能主要是蘊藏於水體中的位能。為實現將水能轉換為電能，需要興建不同型別的水電站。

水電站

2006年6月22日，美國NASA宣佈了一項令人震驚的訊息：科學家找到了火星上有水的有力證據，火星上可能有流動的地下水。這一訊息一出，立刻引起了科研工作者的巨大興趣。水存在既有可能產生生命，同時還可以將其作為能源來使用，水力發電就是一大應用。那麼問題來了！

火星水上誰是液態還是固態？

問題1：水在哪？科學家雖然證明火星上可能存在液態水，如果這種結論正確的話，那麼水在哪呢？是否是液態，可流動？這些都只是停留在科學研究層面，火星車並沒有拿到火星上液態水的樣本。

問題2：如何建立水電站？這個問題又歸結到，到底是人去建設水電站還是機器人，人去的話不太現實，機器人的話，技術既不成熟，成本又高。

未來火星上的殖民地