Батареи используются на космических кораблях в качестве накопителя энергии. Первичные батареи содержат всю полезную энергию в собранном виде и могут быть только разряжены. Вторичные батареи можно перезаряжать от других источников энергии, таких как солнечные панели, и они могут обеспечивать электроэнергию в периоды, когда космический аппарат находится вне прямого солнечного света. Батареи генерируют электрический ток в результате химической реакции.
Аккумуляторы космических аппаратов должны быть герметичными для работы в вакууме. Они должны выдерживать ускорение запуска и вибрацию при выходе на орбиту. Они должны иметь возможность работать в широком диапазоне температур и не должны выделять газы, которые могут вызвать коррозию космического корабля, нарушить его траекторию или загрязнить инструменты или системы жизнеобеспечения. Аккумуляторы для транспортных средств, вращающихся вокруг Земли, должны противостоять высокому уровню ионизирующего излучения над защитой атмосферы Земли. Для искусственных спутников, таких как спутники связи , требуются аккумуляторные системы, способные выдержать тысячи циклов зарядки и разрядки в течение предполагаемого срока службы спутника. [2]
Первичные батареи используются для относительно непродолжительных задач. Первые спутники имели проектный срок службы всего несколько недель или месяцев и могли нести достаточное количество первичных батарей, чтобы обеспечить требуемый срок службы. Для более продолжительных задач требуется перезаряжаемая система, в которой солнечные элементы или радиоизотопный генератор могут обеспечивать энергией для подзарядки батареи. Спутник около Земли будет затенен на половине каждой орбиты, поэтому для его работы требуются батареи. Даже спутники на геостационарной орбите испытывают регулярные «периоды затмений» различной продолжительности. Такие аппараты, как пилотируемые полеты на Луну и космический шаттл, требовали больше энергии, чем могли бы обеспечить батареи или солнечные батареи, и поэтому полагались на водородные топливные элементы.чтобы обеспечить мощность в несколько киловатт на сотни часов. [2]
Резервный аккумулятор является основным аккумулятором , который держит его химические реагенты отделяют до тех пор , пока это необходимо. Это увеличивает срок службы батареи в режиме ожидания, поскольку при разделении электролита и электродов не может возникнуть побочных реакций. В другом варианте электролит нагревается, чтобы стать проводящим во время работы. Такие батареи могут иметь короткий срок службы, но они очень надежны после длительного хранения. Они используются в ракетах с длительным временем ожидания или в космических зондах, которым требуется питание во время посадки на планету.
В таблице ниже перечислены распространенные типы батарей, используемых в космосе.
| Тип батарейки | Формула | Удельная энергия (Вт * ч) / кг | Примечания |
|---|---|---|---|
| Водородный топливный элемент | ЧАС | 275 | [3] |
| Литий – диоксид серы | LiSO2 | 200 | [3] |
| Литий-тионилхлорид | LiSOCl2 | 200 | [3] |
| Литий-бром в тионилхлориде | Li-BCX | [2] | |
| Дисульфид лития-железа | LiFeS2 | [4] | |
| Никель-кадмиевый | NiCd | 30 | [3] |
| Никель-водородный | NiH2 | 60 | [3] |
| Натрий-сера | Na-S | [2] | |
| Серебро-кадмий | Ag-Cd | [2] | |
| Серебро-цинк | AgZn | 100 | [3] |
| Оксид цинка-ртути | Zn-HgO | [2] |
См. Также [ править ]
- Список космических аппаратов с питанием от неперезаряжаемых батарей
- Солнечные батареи на космических кораблях
- Ядерная энергия в космосе
Ссылки [ править ]
- ^ Космический телескоп Хаббл, обслуживающий Миссию 4 Батареи
- ^ Б с д е е г G. Halpert, ET al.- Батареи и топливные элементы в пространстве
- ^ Б с д е е г Болл и др. - Планетарные аппараты и входные зонды - Стр.102.
- ^ Дж. Дживараджан - Сравнение безопасности двух основных литиевых батарей для датчиков удара передней кромки орбитального крыла
Внешние ссылки [ править ]
- Планетарные аппараты и входные зонды
