26、航天器任务与电力系统：设计考量与技术约束

航天器任务与电力系统：设计考量与技术约束

1. 不同航天器任务及其电力系统示例

1.1 Spartan

Spartan 是一个用于科学实验的自由飞行平台，由航天飞机释放和回收。它使用一个通用服务模块，其中包含姿态控制系统（ACS）、电子设备、电池、遥测系统、数据处理电子设备和冷板。由于其运行寿命仅为 40 至 50 小时，类似于早期的 Sputnik I，它采用银锌原电池供电。这些电池容量为 30 kWh，输出 28 VDC 电力。由于它处于相对温和的近地轨道，轨道环境没有对其施加特殊限制。

1.2 Cassini

Cassini 航天器的任务是探索土星系统。它设计搭载 12 台仪器在 2100 千克的轨道器上（在土星轨道运行四年），并在 350 千克的探测器上搭载 6 台仪器（用于实地探索土卫六）。该卫星于 1997 年 10 月发射，预计 2004 年 6 月抵达土星。与其他行星际任务相比，Cassini 有几个特殊要求：与地球和太阳的距离、任务持续时间长、科学实验数量多且复杂，以及前往土星途中的四次引力辅助。其设计寿命为 13 年，大部分时间与太阳距离过远，太阳能电池板不实用。尽管功率需求相对较低（寿命初期约 750 W，任务末期 628 W），但这些因素使得核动力系统成为必要。Cassini 使用了三个放射性同位素热电发生器（RTGs），而惠更斯探测器则由锂二氧化硫（LiSO₂）原电池供电。

1.3 Magellan

Magellan 旨在研究金星的地质结构。其主要有效载荷包括合成孔径雷达（用于以 100 米分辨率成像金星表面的 98%）和 S 波段无线电跟踪设备（用于测量行星引力场）。该卫星于 19