11、航天器电力系统与太阳能转换技术解析

航天器电力系统与太阳能转换技术解析

1. 航天器任务及其电力系统实例

不同的航天器任务对其电力系统设计有着显著影响。以下是几个典型航天器任务及其电力系统的介绍：
- Spartan ：作为科学实验的自由飞行平台，Spartan 由航天飞机释放和回收。它使用一个包含姿态控制系统（ACS）、电子设备、电池、遥测系统（TM）、数据处理电子设备和冷板的通用服务模块。由于其运行寿命仅 40 - 50 小时，采用了容量为 30 kWh、输出 28 VDC 的银锌原电池供电。因其处于相对温和的近地轨道，轨道环境对其无特殊限制。
- Cassini ：旨在探索土星系统，该航天器的轨道器重 2100 千克，携带 12 台仪器，将在土星轨道运行四年；探测器重 350 千克，携带 6 台仪器，将对土卫六进行实地探测。它于 1997 年 10 月发射，预计 2004 年 6 月抵达土星。由于距离地球和太阳远、任务时间长、科学实验数量多且复杂以及途中有四次引力辅助等因素，即使功率需求相对较低（任务开始时约 750 W，结束时约 628 W），也必须采用核动力系统。具体使用了三个放射性同位素热电发生器（RTG），而惠更斯探测器则由锂二氧化硫（LiSO₂）原电池供电。
- Magellan ：用于研究金星的地质结构，主要载荷包括合成孔径雷达（可对 98%的金星表面进行成像，分辨率为 100 米）和 S 波段无线电跟踪组件（用于测量金星的引力场）。该卫星于 1994 年 10 月失联。由于任务持续时间相对较短且靠近太阳，其四年任务的电力由一个 12.5 平方米的太阳能电池阵列和两个 30 Ah 的镍镉电池提供