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北京时间2月1日消息,据英国广播公司(BBC)网站报道,对于飞船而言,电力系统是一个核心组成部分。它们必须能够在极端环境条件下仍然保持极高的可靠性。然而,随着现代飞船技术愈发复杂,其对于电力系统的要求也是越来越苛刻,那么未来的推进系统将会如何发展?
尽管70年代发射的美国旅行者飞船的推进系统在技术上并不先进,但它仍然持续正常工作了超过38年
国宇航局的“小行星转向项目”(Asteroid Redirect Mission)将采用新一代太阳能帆板技术,其效率更高,寿命也更长
令人震惊的高可靠性与长寿命
脆弱性似乎是现代电子设备的通病——你的智能手机如果不充电,恐怕连一天都难以坚持。然而相比之下,航天器的耐用性往往会让你感到震惊:38年前发射升空的旅行者号飞船至今仍在工作,向我们传回关于太阳系边缘的重要信息。这艘飞船每秒钟能够有效处理81000条指令,而相比之下,你手里的智能手机的信息处理能力要比这高出大约7000倍。
当然,你的智能手机之所以在电池依赖性方面表现如此之差,是因为它的设计本来就需要每天充电的,而且它也几乎不可能会出现在远离地球数百万甚至数亿公里外的宇宙空间的情况。而相比之下,如果一艘飞船没电了,而最近的充电桩距离它也有数十亿公里远,那么要想给它充电就显得不太现实了。因此,一艘打算在太空中飞行数十年的飞船,要么一开始就用某种方法存储上足够的电量,或者就得在途中自己想办法发电。事实证明,说起来容易做起来难,这事儿还要想成功实现还是很难的。
尽管飞船上搭载的电子设备很多只是偶尔需要电力供应,但也有一部分设备是必须确保不间断供电的,比如信号接收机和发射机必须时刻处于通电状态,而如果是载人飞船,那么生命维持系统和照明系统也同样将是不能关闭的。
劳˙苏拉普迪博士(DrRaoSurampudi)是美国加州喷气推进实验室(JPL)的电力技术项目主管。在过去的30年间,他一直致力于为美国宇航局的各类航天器开发电源系统。
根据苏拉普迪博士的说法,一般情况下航天器的电源系统会占到整个航天器质量的大约30%,并且一般可以分解为三大部分:发电系统、储能系统以及电源管理及分配系统。
这些系统对于飞船来说绝对是必要而关键的,而为了适应飞船的特殊使用条件,它们在质量和设计上会有一系列严苛的要求——首先质量必须足够小,以便提升所谓“能量密度”,也就是说它必须能够在足够小的体积内产生足够强大的电力;同时它必须具有长寿命的特点,且高度可靠,因为在发射之后,如果飞船电力系统出现故障,这时候再要想派工程师前去维修显然是不现实的。
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