5、航天器电力系统与环境因素解析

航天器电力系统与环境因素解析

1. 能源转换与存储选项

能源转换和存储在航天器运行中至关重要，不同的输入能源可以转换为不同的输出能源，以下是一些常见的能源转换和存储方式：
|输入能源|输出能源及对应转换存储方式|
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|动能|飞轮、JxB推进器、电机、所有热力循环、火箭尾气、燃气轮机、辐射计等|
|光子|LED、放电装置、灯泡、激光与晶体管、微波、辐射器、化学激光、谐振腔、亚稳原子、摩擦发光等|
|化学能|电解、电离与复合、热化学电解、推进剂、炸药、光解电解、碰撞电离等|
|热能|欧姆加热器、热泵、相变材料、化学反应、高比热容材料、燃烧器、热集中器、热吸收器、摩擦等|
|电能|电池、燃料电池、超导磁体、电感器、热电装置、热离子装置、发电机、电容器、光伏电池、磁流体发电机、单极装置、强制发电机等|

对于不同任务的电力需求和持续时间，需要选择合适的能源系统。对于在较长任务框架内相对快速完成的活动，化学系统如一次电池、燃料电池或化学动态转换可能是合适的选择，具体取决于总功率需求。例如，一次电池常用于满足运载火箭本身的高功率和高能量需求，以及与爆炸级分离相关的烟火装置的启动。对于较长持续时间的任务，选择则限于太阳能电池阵与二次电池或再生燃料电池结合，或核系统，如反应堆或放射性同位素热电发生器。

然而，其他操作问题也会影响主要电源的选择。例如，太阳能电池阵在某些轨道上的生存能力可能使其不被选用，尽管它在质量、成本等限制范围内能够提供必要的功率。大型太阳能电池阵的受限机动性、核系统不可接受的红外信号水平，或与任务相关传感器的兼容性问题，也可能排除某些原本合理的主要电源选项。