北京时间5月15日，火星第一次迎来了来自中国的问候——火星车天问1号成功着陆。这也是继1971年，人类首次把机器人送上火星以来的第16台人造设备。
天问1号的设计寿命为90天。但人们期望它能够工作得更久。毋庸置疑，在遥远的外星球，如何解决这些设备的供电续航成为一个极为重要的问题。当前，这些机器人的电能基本来自两个源头，即核热源和太阳能。以NASA为例，其主要采用基于钚238同位素热源（Plutonium-238）的方式产生热源，并将其转换为电能。虽然每年都会衰减，但基本上它可以在数年内，相对稳定地输出约110瓦的功率[2]。但该方式的弊端也很明显，贵、重（约5公斤），且一旦出现核泄漏，将对火星地面环境带来灾难。

 

无线充电赋能火星车-充电头网

图1美国NASA好奇号火星车上的核电池（黄圈部分）

天问1号则采用传统的太阳能板的方式。一般而言，该方式的充电性能还无法与核能相比。要知道，即使在地球上，太阳能电池板的平均转换效率也不到20%。而一旦遇场风沙，则可能无法工作。在火星上，风沙是家常便饭。
基于太阳能板也是无奈之举。不仅天问1号如此，NASA的机智号无人机（Ingenuity Helicopter）也使用太阳能板来驱动[3]，如图2中所示。无线充电赋能火星车-充电头网

图2美国NASA的机智号无人机及其顶部的太阳能板

然而，对于更为遥远的其他星球，太阳能电池板可能也无济于事了。

无线充电赋能火星车-充电头网

图3中国天问1号（祝融号）及四块太阳能电池板

不仅如此，当火星车、无人机的数量越来越多时，如何给他们供电可能会成为一个棘手的问题。毕竟，每个设备都背一个Pu-238或太阳能板已经不经济了。

其实，无线电能传输技术早已被航天界考虑过。过去十年中，随着无线充电产品的日益商业化，更加促进了其在航空领域应用的可能性。

简言之，能否采用（核能）充电桩，并用无线充电的方式，给机器人或无人机内部的电池充电？从重量、实现成本、可靠性和安全性等几个纬度考虑，无线电能传输无疑都是比较理想的解决方案。

火星的环境自然不允许用金属触点等其他接触的充电方式，也不用自己背着沉重的核热源或是硕大的太阳能板，机器人和无人机可以节省足够的空间和重量给其他装备。它们将依赖于充电基座（base station）来完成充电。

该充电基座可仍然采用钚238同位素热源方式产生电能，其侧面和顶端各有一个无线充电发射端，分别用于火星车和无人机的无线充电。在某个重点区域内，多台火星车或多架无人机可以在该充电基座进行充电。对于火星车而言，将不再需要沉重且昂贵的核电池，无人机也不再需要太阳能板，这些装置都可以由更轻的无线充电接收端装置来替代。

不仅如此，未来将会有越来越多的区域被勘探到，而这些区域可以连成一片。类似公路加油站，我们可以在区域间的主干道上，每隔一段距离放置一个充电座，方便更多的火星车或无人机进行充电。未来，甚至可以给无人矿车提供电能。

相信在不久的将来，人类将有更多的机器设备造访火星。无线充电将与这些人造设备一起，作为人类的使者再访火星，并飞往太空深处。

作者：郝鹏，楚山创新