电是现代生活的生命线。飞船、卫星等航天飞行器的运转,同样离不开电能供给。人造卫星上许多的电子设备都需要用电,不少出现故障的卫星,是因为电源失灵而造成的。卫星电源用于产生、变换电能和存储,由电能存储、电源电压变换、发电、电源功率调节等装置组成。电源功率随着卫星技术的发展,也在不断提高,已从最初的几十瓦增加到十几千瓦。 电力系统瘫痪的礼炮7号 卫星上的电能来自何处 卫星上有众多的仪器设备需要供电,卫星上的活动部件和火控装置,也都需要供电后才能工作,那么,卫星上的电能从何而来?答案是卫星上的电源系统。 而卫星上的电源又分为太阳能电池电源、化学电源和核电源等多种。 卷缩状态下的太阳能电池板 而至于选用哪种类型的电源系统,就要看卫星所要完成的任务和作业环境来决定了。 太阳能电池电源 太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源。长寿命卫星现在普遍采用太阳能电池,因为这种电池是利用半导体材料的光电效应将太阳能转换成电能,可以工作几年甚至几十年。有时我们从书上或者电视上看到,卫星像蜻蜓一样有两个伸展的大翅膀,那就是太阳能电池帆板,在帆板上贴有数以万计的太阳能电池片。 哈勃太空望远镜就是利用太阳能电池 太阳能电池电源的最大优点是太阳能电池阵(帆板)的面积只取决于卫星所需功率的大小,而与卫星寿命的长短基本上无关,所以长寿命卫星都采用太阳能电池电源。 化学电池电源 化学电池是把化学能转变成电能的供电装置。对卫星上用的化学电池的要求与地面上日常使用的干电池、铅蓄电池等化学电池有所不同,要求转换效率高、质量小。化学电池又可分为一次性电池、蓄电池和燃料电池。 东方红一号 其中我国的第一颗人造地球卫星东方红一号就没有装备太阳能帆板,采用的是银锌电池供电,其寿命为20天。 核电池 采用核电源的卫星外部还有最大的优势是,没有大面积太阳能电池阵,在低轨道飞行时受太空中残存大气阻力影响也较小,可以减轻负重。 与太阳能电池电源和化学电源相比,具有不受外界条件的限制、寿命长、工作可靠、功率大等优点。 旅行者1号 就比如旅行者1号无人外太阳系空间探测器,它所执行的是深空探测任务,距离太阳遥远,太阳光已经无法为太阳能电池板提供足够的电能。所以旅行者1号探测器,都是以3块放射性同位素(钚)热电机作为动力来源,简单来说就是核电池。 综合运用 实际上,当卫星进入地球阴影区,卫星照不到太阳的时候,太阳能电池就发不出电来。因此,太阳能电池必须与蓄电池一起组成太阳能电池阵蓄电池的组合电源系统,以解决卫星进入阴影区的供电问题,保证卫星连续正常工作。 进入阴影区的国际空间站 当卫星飞到日照区时,太阳能电池一方面给卫星上的仪器供电,同时向蓄电池充电,把电能储存起来。当卫星飞到阴影区时,由蓄电池给卫星供电。