毅力号火星探测器采用核能作为能源，主要基于以下原因和设计考量：

一、核能的稳定性和持久性

核同位素热电发生器（MMRTG）

毅力号装备了美国能源部提供的钚-238热电发生器，利用钚-238衰变产生的稳定热量通过热电材料转换为电能。钚-238的半衰期约为88年，远超火星任务所需的14年寿命，确保了长期稳定的能源供应。

能量密度优势

核能具有高能量密度特性，相比化学电池，核燃料（如钚-238）能提供更持久的动力，减少频繁充电的需求。

二、系统设计与冗余保障

能量管理系统

MMRTG系统包含4.8千克的二氧化钚作为热源，通过温差元件将热量高效转换为电能，预计可维持14年稳定运行。此外，系统还配备了一对锂电池作为备用能源，支持应急情况和复杂地形（如爬坡）的额外动力需求。

模块化与维护性

核动力系统采用模块化设计，便于维护和故障排查。尽管核能系统复杂，但NASA通过严格测试和冗余设计，确保了系统的可靠性。

三、技术成熟度与经验借鉴

技术验证

美国能源部此前为好奇号火星车提供了类似的热电发生器，验证了该技术的可行性和稳定性。毅力号在此基础上进行了优化，延长了任务寿命并提升了性能。

历史经验参考

机遇号火星车仅设计3个月任务期，但实际运行了14年，表明核动力系统在恶劣环境下的耐用性远超预期。

四、安全性与合规性

严格监管

核能应用遵循国际安全标准，美国能源部对钚-238的使用进行了严格监管，确保辐射泄漏等风险可控。

应急与关闭机制

系统设计包含应急关闭机制，确保在任务结束或故障时能够安全停用，符合航天器的安全要求。

综上，毅力号采用核能是综合考虑能源稳定性、系统寿命、技术成熟度及安全性的结果，体现了核动力在深空探测中的独特优势。