29、航天器电力系统：设计、应用与技术发展

航天器电力系统：设计、应用与技术发展

在航天领域，航天器的电力系统（EPS）是保障其正常运行的关键要素。它需要满足航天器在整个任务周期内的各种电力需求，并且要适应复杂多变的太空环境。下面将详细探讨航天器电力系统的设计、不同任务中的应用以及相关技术的发展情况。

1. 电力系统设计要素

电力系统的设计和配置需要实现多个关键功能：
- 为任务周期内的航天器提供持续可靠的峰值和平均电力。
- 控制、分配、调节和处理提供给各种负载的电力。
- 能够提供系统运行的健康和状态数据。
- 保护自身及其负载免受航天器内任何地方的电气故障影响。

设计过程从任务及其要求开始，任务有效载荷将确定所需的峰值和平均功率，以及卫星的寿命、轨道和航天器的整体配置。这些约束条件对EPS设计具有重要影响，例如寿命末期的电力需求、达到可接受可靠性水平所需的冗余程度、系统必须抵御的环境因素以及热管理（TM）系统的选择。

以下是影响EPS设计的主要因素列表：
- 航天器任务
- 峰值功率要求
- 平均功率要求
- 卫星寿命
- 轨道
- 配置
- 质量、体积
- 热管理选项
- 环境因素
- （太阳能/电池）的放电大小和深度
- 冗余程度
- 寿命末期参数

2. 电力系统的功能分解

电力系统由多个子系统组成，包括：
- 负载 ：航天器上的各种用电设备。
- 电源管理和分配（PMAD） ：负责将发电过程与存储元件和航天器