登陆注册
5524300000015

第15章 “家园”的能源

在几百千米的轨道上,空气稀薄,太阳无漫射,空间背景黑暗,对比度比地面大得多。会造成宇航员视力下降,看不清仪表读数。其次飞船处在黑暗中时,舱内需用高效白炽灯或其他措施来保证舱内的亮度。为了录下宇航员的工作、生活情况及舱内景物,舱内还必须安置摄影灯。无论是日光还是灯光,舱内都要采取有效措施,使之光线柔和、照度明亮。此外,除了照明外,飞船内许多设备和仪器都是需要电来启动并保持运转的。

电源是飞船的心脏,其电源主要靠以下几种办法来解决。其一是太阳能电池,这是一种可以把光能直接转换成电能的半导体器件,寿命长,可连续工作。只要向着太阳,太阳能电池就能工作,向仪器设备提供电能,同时给蓄电池充电。背着太阳时,蓄电池就接替太阳能电池供电。目前太阳能电池方阵有二类:一类是立体装式,即太阳能电池直接安装在飞船的壳体上;一类是展开式,将方阵独立于壳体之外,形成单独部件,发射时以一定方式固定在卫星本体上,并收藏在罩内,进入轨道后才完全展开。太阳能电池有硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、硫化镉太阳能电池。它们都是按一定要求串联和并联而成的。美国在“发现”号航天飞机上曾试验了一种柔性太阳能电池,它在天上展开的面积为31米×4米,有10层楼高。这种电池采用印刷电路的方法在卡普隆薄膜上制成,可像手风琴一样展开和收缩,折叠时可收放在一个18厘米的小匣子里。能产生125千瓦以上的电能,比普通太阳能电池在性能、寿命、用途上略高一筹。其二是燃,料电池,它是一种将燃料的化学能转变为电能的电化装置,工作原理与一般蓄电池相似,也是由一种电解液隔开的两个电极所组成,既能产生电又能产生水(在宇航员喝的水一节中有叙述)。其种类有离子交换膜氢氧型,改进的培根型,石棉膜型。额定功率为200瓦、2000瓦、5000瓦,航天飞机在7天的飞行任务中,一共需耗电1627千瓦小时,主要靠三个燃料电池供给,每个电池最小功率34瓦,平均功率7千瓦,最大功率12千瓦,整个燃料电池最大功率24千瓦,平均功率14千瓦。在一般情况下,只使用两个燃料电池。根据设计要求,燃料电池的寿命是5000小时,工作寿命为2000小时,每组燃料电池可以完成29次7天的飞行任务。三是核电池,具有功率大、寿命长的特点,核电池大致分为二大类:放射性同位素电源和核反应堆电源,功率约为2-5千瓦,据报道,前芦苏联已在发射的33颗海洋监视侦察卫星上安装了核电源。核电源能给卫星和飞船带来稳定的电源,亦给人类带来了忧虑,30多年来,前苏联已有多颗卫星发生故障,其核动力装置给地球带来难以排解的心理压力,时常担心核祸从天而降。目前美国正在研制20千瓦的空间核电源,工作寿命为3~5年,以接替寿命短的电池。

不论哪种电池,其电流均要通过功率分配和控制系统分配到飞船各处需要电源的部位去,通过计划分配来满足飞船及其乘员对电力的需求,保证宇航员正常的工作和生活。

目前,空间站的核发电技术正处在研究阶段。美国宇航局、能源部和国防部的战略防御创新办公室制定了一个“自供电100号计划”,预计发展中的空间站耗电量将超过300千瓦。这样大的电力供应量,只有依靠核发电来解决,其核发电装置有三种构想,一个是把反应器牢固地安装在空间站上,星上系统需要有385至495吨的保护层来防止核辐射的破坏,这意味着要增加空间站的起飞重量。一个是用一根很长的软链把核电站吊在空间站上,这样虽可减少防护层的重量,但30千米长的吊链系统会使空间站加速并影响有关科学实验的失重环境。一个是安装在200千米高的自由飞行平台,其弊端是这种平台需要姿态控制、能源和通信系统,且难以修理。哪种方法可行,现在未成定论。如果空间核电成功的话,将标志着空间站上了一个新的台阶。

同类推荐
  • 中国地理博览1

    中国地理博览1

    《中国地理博览(图文版)(套装全4卷)》全面展示中国自然地理知识,生动再现华夏大地的迷人风姿。浓缩中国地理之精华,行走中国,步入充满魔力的、震撼人心的地理秘境。为读者营造了一个感受中国自然无地理和人文环境的良好氛围。
  • 必知的外国将帅

    必知的外国将帅

    军事人物既有和平的护卫者,也有发动战争的恶魔。无论是军事领袖,还是元帅将领或英雄,他们都是人类和平的守护神,是人类正义的化身和良知的体现,他们的聪明才智和大无畏的精神是人类宝贵的精神财富,我们必须不断学习和发扬,让其精神永垂不朽。军事历史是我们了解人类发展的主要窗口。
  • 气象百变魔图

    气象百变魔图

    《气象变魔图》本书为您讲述关于气象的各种秘密。本书知识全面、内容精炼、图文并茂、通俗易懂,能够培养读者的科学兴趣和爱好,达到普及科学知识的目的,具有很强的可读性、启发性和知识性,是广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物。
  • 中国人一定要知道的科学常识

    中国人一定要知道的科学常识

    自然科学的发展是一个社会进步的标志。本书从科技、交通、地理、生物、天文等方面,详细介绍了我们日常生活中不可不知的科学小常识,使您在日常生活中可以更好地运用科学知识去指导工作、安排生活,避免发生一些意想不到的麻烦,以提高生活质量。
  • 破解的天书(下)

    破解的天书(下)

    宇宙太广大了,以至于宇宙中的地球小得如同一粒尘埃。宇宙太神秘了,以至于地球人绞尽了脑汁、穷尽了假设,仍无法窥测其中的全貌和究竟。虽然如此,由于生于斯、长于斯的缘故,地球上的人类永远不会停止对宇宙未来的探索、对宇宙天书的破解。因为,地球只有一个,地球及其所有的生命皆属于宇宙。
热门推荐
  • 全球通史

    全球通史

    《全球通史》共分五十一章,从文明演进的角度来论述人类过去的历史,在美国风行一时,畅销不衰。既是美国大专学校世界史课程的必读著作,也是普通读者了解世界历史的首选入门读物。此次引入中国,我们不仅历时三年时间,逐字逐句地进行英文原版翻译修订,尽力原汁原味地呈现大师力作。我们更针对二战后的世界历史与文明发生的重大世界做了全新的论述,使这部名著在内容上更加全面、更加系统、更加完善。
  • 世界经典侦探推理故事

    世界经典侦探推理故事

    侦破故事不论是民间流传还是真有其事,都代表人们不平则鸣的心声。在侦破故事中,忠诚与奸诈、勇敢与怯弱、正义与邪恶、公理与私刑、智慧与愚昧、文明与落后、真善美与假丑恶,形成了鲜明的对比、激烈的矛盾经过冲突、斗争、较量,一切表现得淋漓尽致, 使我们不得不对邪恶产生深深地憎恨,对正义产生不懈地追求。
  • 超级造反系统

    超级造反系统

    每一个朝代能够当上皇帝的人,都是身具怀大气运之人,然而,萧风的任务是造他们的反,且看萧风如何造反,夺取他们的气运,在现代的生活中,赚取财富,赢娶白富美,走向人生巅峰。
  • 恰似昔年露从白

    恰似昔年露从白

    千年之前,他们是生死相随的神仙眷侣。千年之后,她是他殿前的看家狐狸。那些温柔的瞬间,究竟是真情流露还是心机暗藏。最后他只说了一句:“这千年的寻觅只是为了取你心头之血,救我心爱之人。”然而他只是用千年的心机布了一个局,为的就是护她一世安稳。
  • 青春,触不可及

    青春,触不可及

    无玛丽苏,无反派的文,开头虐,后头甜,纯青春
  • 神奇宝贝之千哲

    神奇宝贝之千哲

    当神奇宝贝世界,崛起了一名叫千哲的骚年以后,一切都不一样了。
  • 伏魔灭道

    伏魔灭道

    何为魔、何为道、何为正、何为邪。沧海万载……此心唯卿
  • 腹黑千金:重生豪门世家

    腹黑千金:重生豪门世家

    前世她因爱痴狂,为他付出一切却落得个家破人亡,父死兄残的下场;重生后,她步步为营只为弥补以前的过失,却不料前世对她不屑一顾的那人竟然自己凑前过来,那也就别怪她心狠手辣了......这是一个女主重生远离渣男,渣男表示虐着虐着也就习惯了,不仅转化为忠犬,还因为得不到爱的回应黑化?的故事吧
  • 阴阳大总管

    阴阳大总管

    正在取西经的悟空穿越了,来到了现代社会。咦,俺老孙的法力呢?花擦,金箍棒怎么取不出来了?还有,这些都是什么东西,是妖怪?哇,绝对是,好你个妖怪,光天化日,竟然穿的如此伤风败俗,待俺老孙收了你!
  • 绝恋妖狐

    绝恋妖狐

    命悬一刻,他置之死地而后生的获得解救,却打破了沉睡多年的封印。狠下杀手的那一刻,他为她那纯真的眸子摄动灵魂,决定带着她逃离一切。从此踏上逃避的道路。