原子能帶來(lái)的啟示
其中一種備選方案是鎳氫電池，其可以反復(fù)充放電超過(guò)5萬(wàn)次，使用壽命超過(guò)15年。與無(wú)法在太空環(huán)境下使用的普通商業(yè)級(jí)電池組不同，這些特制的鎳氫電池組都是封閉系統(tǒng)，從而可以在真空環(huán)境下正常工作。
隨著飛船遠(yuǎn)離太陽(yáng)，太陽(yáng)能帆板的產(chǎn)能效率逐漸下降，從地球軌道附近的每平米1374瓦特下降到木星軌道附近的每平米50瓦特，而到了冥王星軌道附近，這一數(shù)字更是下降到了不到每平米1瓦特。因此，當(dāng)一艘探測(cè)器計(jì)劃飛行到木星軌道之外，那么科學(xué)家們就傾向于不再使用傳統(tǒng)的太陽(yáng)能帆板，而是采用核動(dòng)力裝置為飛船供電。
其中最常見(jiàn)的是所謂的“放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機(jī)”(RTG)，這套系統(tǒng)已經(jīng)被安裝在了旅行者號(hào)、卡西尼號(hào)飛船和好奇號(hào)火星車(chē)上。這些都是完全一體化的固體設(shè)備，整體上沒(méi)有任何可移動(dòng)部件。其原理是通過(guò)放射性元素，如钚的衰變產(chǎn)生熱量，一般使用壽命在30年以上。
而當(dāng)條件不允許使用RTG電池，比如說(shuō)載人飛船上由于考慮到放射性衰變產(chǎn)生的輻射屏蔽問(wèn)題;但與此同時(shí)到太陽(yáng)之間的遙遠(yuǎn)距離又不允許使用太陽(yáng)能帆板時(shí)，燃料電池就有了它的用武之地。
氫氧燃料電池在此前美國(guó)執(zhí)行的阿波羅和雙子座載人航天項(xiàng)目中被廣泛使用。盡管這種電池是無(wú)法再次充電的，但其儲(chǔ)能性能很不錯(cuò)，并且唯一產(chǎn)生排放物就是水蒸氣，在冷凝之后還可以作為宇航員的飲用水來(lái)源。
美國(guó)宇航局(NASA)和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)持續(xù)開(kāi)展的相關(guān)研究工作未來(lái)將讓電力系統(tǒng)能夠產(chǎn)生并存儲(chǔ)更多電力并維持更長(zhǎng)的使用壽命。畢竟，新型飛船正對(duì)越來(lái)強(qiáng)大的儲(chǔ)能設(shè)備提出需求，因?yàn)檫@些飛船和上面搭載的系統(tǒng)正變得越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)也越來(lái)越耗電。
這種對(duì)于電力的高需求尤其出現(xiàn)在那些采用全電推進(jìn)系統(tǒng)的航天器上，如1998年首先在“深空一號(hào)”探測(cè)器上測(cè)試的離子推進(jìn)器，而現(xiàn)在這種系統(tǒng)已經(jīng)在不同航天器上得到廣泛應(yīng)用。電力推進(jìn)通常是采用高速電驅(qū)推進(jìn)劑實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的，但也有一種被稱(chēng)作“電動(dòng)力繩系”的技術(shù)，可以利用行星磁場(chǎng)的能量實(shí)現(xiàn)飛船驅(qū)動(dòng)。
在地球上我們所使用的大部分電力系統(tǒng)到了太空都會(huì)變得無(wú)法運(yùn)作?；谶@個(gè)原因，任何空間電力系統(tǒng)在被安裝到飛船上之前都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的軌道環(huán)境測(cè)試。美國(guó)宇航局和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室利用它們的環(huán)境仿真實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)新技術(shù)在嚴(yán)酷環(huán)境下的性能表現(xiàn)，方法通常包括使用強(qiáng)烈輻射轟擊精密部件和系統(tǒng)，并將其暴露于極端溫度環(huán)境下測(cè)試其性能。
信息來(lái)源：《亮報(bào)》
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