28、航天器电力技术：从起源到应用

航天器电力技术：从起源到应用

1. 航天时代的开端

1957 年 10 月 4 日，184 磅重的人造卫星斯普特尼克一号（Sputnik I）发射升空，它仅搭载了银锌原电池作为唯一的电源。这枚电池为两个发射机提供了 1 瓦的电力，三周后发射机停止广播。1958 年 1 月，卫星重新进入大气层，标志着太空时代的黎明。原电池（即不可充电电池）实际上决定了航天器的使用寿命，因为在电池耗尽数周后，航天器才重新进入地球大气层。

此后不久，先锋一号（Vanguard I）发射成功，它是第一颗搭载太阳能电池与二次（即可充电）电池的卫星。这些电池用于在卫星处于日食期间提供电力。从那时起，人造卫星的复杂性以及对电力的需求都大幅增加。曾经作为科学奇观的卫星，如今已成为现代通信、气象、观测、导航、大地测量、国防、娱乐以及科学发现等领域不可或缺的工具。

从早期到现在，卫星发射的频率越来越高，发射数量和卫星尺寸都在不断增加。下表展示了几种当前运载火箭的有效载荷能力：
| 运载火箭 | 近地轨道（LEO）有效载荷（kg） | 地球静止轨道（GEO）有效载荷（kg） | 地球同步转移轨道（GTO）有效载荷（kg） |
| — | — | — | — |
| Delta II - 7925 | 5,000 | 1,800 | - |
| Titan IV | 17,700 | 4,450 | - |
| Ariane 5 | 6,800 | - | - |
| Proton K | 20,100 | 2,100 | 4,615 |
| Shuttle | 24,400 | 5,900 | - |

尽管使用这些现代发射系统可