来自太阳的太阳能,通过卫星上的太阳能电池板转化为电能,如气象卫星等民用卫星都使用这种能源。
漂浮在宇宙中的航天器是依靠什么来维持设备的正常运行并与地球保持通讯连接的呢?你可能会说,是太阳能。没错,太阳能的确是航天器的天然能源,在太空中没有大气层的遮挡,航天器获取太阳能的效率要比在地球上高了很多,但太阳能只能为那些运行在地球周围的航天器提供能源,而对于那些朝着太阳系外而去的航天器,便爱莫能助了。
比如1977年发射的旅行者2号,现在它与我们的距离已经超过了200亿公里,在那里充斥着黑暗与寒冷,如果能够从旅行者2号上向后看,那么太阳不过是一个若隐若现的小亮点,它再也没有办法为那些远去的航天器提供能源了。然而宇宙深空才是人类的目标,所以航天器还需要自给自足,那么航天器的能源从何而来呢?就来自于航天器上所搭载的核电池。
核电池,只是听这个名字就会让我们联想到核能,而在地球上,我们获取核能的方式就是可控核裂变,也就是核电站。核裂变过程会产生巨大的能量,而通过控制反应的中子数量便可以将核裂变可控化,这就是核电站的基本原理,那么航天器所使用的核电池是不是也是这么回事呢?完全不是。航天器中的核电池与核裂变并不是一回事,其实核电池只是通俗的叫法,它真正的名字应该是“放射性同位素电池”。
装载在核电池内部的主要物质是一种名为“钚”的放射性元素的同位素,也就是钚238。我们知道,放射性元素由于自身的不稳定,会发生衰变,而衰变简单来讲就是放射性元素释放出一部分粒子并转变为另一种元素的过程,而这个过程会导致质量发生亏损。
根据质能方程E=mc∧2,也就是能量等于质量乘以光速的平方,因为光速取值299792458,所以光速的平方是一个极大的数字,所以只需要微小的质量就可以转化为极高的能量,这就是核裂变与核聚变威力巨大的原因。与裂变反应及聚变反应相同,放射性元素的衰变过程也会出现极其微小的质量亏损,而这些亏损的质量也会以能量的形式被释放出来。就以核电池中所使用的钚238来说吧,它的原子核由94个质子和144个中子所组成,在衰变的过程中会释放出两个质子和两个中子,从而衰变为铀234。而它所减少的质量就会以热量的形式被释放出来。
航天奔月太阳能介质可以强制循环吗?
卫星太阳能发电系统,简称“太空电站”,这满满科技感的名字一下子就能把我们引入科幻的世界,但这并不是科幻,而是现实,更令人感到意外的是,早在1968年,卫星太阳能发电系统就已经成功申请了专利,而这个专利的所有人就是航空工程师彼得·格拉瑟。
彼得·格拉瑟是“太空电站”的专利所有人,但最早提出这个概念的人并不是它,关于太空电站的历史可以向前追溯到1941年,最初提出这个概念的人是著名的科幻小说作家艾萨克·阿西莫夫。卫星太阳能发电系统到底是什么呢?其实顾名思义,就是一种在太空中收集太阳能量的系统,说得更加通俗一点,就是在太空中架设太阳能电池板。收集太阳能量在地面上不是就行吗,为什么要把太阳能板搬到太空上去呢?这是因为在地面上所能收集的太阳能量十分有限。
太阳通过氢核聚变,每时每刻都在向外释放巨大的能量,以现在人类的能源消耗速度来算,太阳一秒钟所释放的能量就可以供全人类使用25万年。
太阳所释放的能量如此巨大,所以物理学家弗里曼·戴森才会提出著名的“戴森球”概念,其大意就是在太阳周围建造一个包裹太阳的能量收集装置,用以收集太阳的能量,目前人类已经将戴森球视为第二宇宙文明实现的标志。对于还没有达到第一宇宙文明的人类而言,戴森球的设想显然过于前卫了。戴森球不行,但建造太空电站却是切实可行的,而之所以要把太阳能板搬到太空中去,是因为在地面上实在收集不了多少能量。太阳每秒钟向地球输送的能量如果以瓦来计算的话,约为17亿亿瓦,而这么多的能量,我们能够收集到的又有多少呢?
在我国内蒙古自治区阿拉善左旗西南部和中部边境存在着一个总面积为4.3万平方公里的沙漠区域,我们称之为“腾格里沙漠”,在这里我国建造了世界上发电量最大的太阳能公园,在43平方公里的区域内,整齐排布着一眼望不到边际的光伏太阳能板,这个太阳能公园为国家提供了1500兆瓦的发电量。
这个数字很厉害,但与太阳为我们输送而来的能量相比却不值一提,这是因为浓密的大气层将大量的太阳能量都阻挡在了地球之外,所以我们才需要把太阳能电池板搬到太空中去。现在的人类有这个能力吗?还真有,现在的工程技术水平已经完全可以满足建造太空电站的需求,所以包括我国在内的很多国家都在进行太空电站的可行性研究,甚至已经有国家发射探测器进行相关的探测研究了。
建造太空电站虽然不难,但将所收集到的太阳能量回传却是个问题。
最简单的办法就是利用微波进行能量回传,因为微波不会被地球大气所吸收,因此可以将太空电站放到更高的位置上去,比如放到地球同步轨道。将太空电站放到地球同步轨道的好处是,电站无需围绕地球绕圈,可以始终处于与地球相对的同一位置上,所以只需要在地面上建造一个对应的微波接收装置就可以了,但问题是微波会随着传输距离的增加是向外发散,所以地面接收装置也要十分巨大,直径可能会达到几公里、乃至十几公里。
如果不想建造这么大的地面接收装置,那就只能利用激光来进行能量回传了,激光不会发散,所以只需要一个很小的接收器,但问题是激光会被大气吸收,为了减少损耗,就只能降低太空电站的高度。
由于降低了太空电站的高度,电站无法位于地球同步轨道上,为了避免掉下来,就只能围绕地球转圈,而且转的速度还得足够快,所以就必须在与太空电站运行轨道相对的区域内建造大量的地面接收装置,这同样很困难,而且还涉及到复杂的国际合作问题。
当然,太空电站所收集的能量也不是非要传回来,也可以“现收现用”。用在哪里呢?用在飞机上,现在电动汽车越发普及,但电动飞机却进展缓慢,原因就是电池的能量密度低,飞机携带电池会大幅增加自身载重,但如果直接在飞机上配备激光能量接收装置,让太空电站接收的能量直接传送到飞机上,问题就迎刃而解了,而且是一举两得,一方面电动飞机解决了电力问题,另一方面太空电站也解决了能量回传的问题。所以在未来,太空电站很可能与电动飞机携手亮相。
茫茫太空中,航天器如何获取电力?
航天奔月太阳能介质可以强制循环类型: 阳台壁挂太阳能-强制循环 运行: 光电两用,智能控制
1、无需挂墙,解决自然循环能效率低,水箱必须高挂在墙上的问题
2、微循环技术,提升效率同时,可以把水箱、管路隐蔽安装,更符合建筑一体化理念,变濒微循环泵最大功率仅为18W
3、采用全紫铜换热器,比普通自然循环平板太阳能效率提升30%
4、水箱与集热板安装距离加长,突破常规阳台壁挂太阳能安装有效距离仅为2.5m,可延伸至15m的安装距离
航天奔月太阳能涉及
应用范围:高层、小高层住宅、别墅,强制循环阳台壁挂式太阳能热水器应用于
第一、壁挂式太阳能储热水箱远离阳台壁挂式太阳能热水器,储水箱安装位置 基本不受限制;
第二、 壁挂式太阳能储热水箱循环口比集热器循环口低的热水系统;
第三、 壁挂式太阳能单向循环管道长于3米的系统;
第四、 壁挂式太阳能循环管道存在直角弯的系统。
应用特点:
1、解决了多层、高层住宅及别墅无法安装太阳能热水器的难题
2、分体承压设计,强制循环,使用更舒适。
3、集热器和水箱放置位置安装样式多样化,水箱不必暴露在外,得到充分保护
4、防冲击、防霜冻设计、使用更安全
5、强制循环,使吸热更充分
运行原理:
太阳能集热器、储热水箱、工质、循环管路构成循环系统。当太阳能集热器出口处温度与储热水箱水温之间的差值超过循环开启设定值时,循环泵启动抽动管路中的工质进行循环,从而将介质吸收的热量传输到储热水箱的夹套换热空间。壁挂式太阳能热水器系统一旦达到高温设定值,循环泵将强制停止运行,避免过高温。
浩瀚的宇宙太空,看上去美丽异常,而人类在夜晚抬头仰望满天星空时,也总能够心驰神往,希望自己能够有一天有星空,但是真正的当人类踏入太空之后,能够感受到的是什么呢?
宇宙太空并没有人类想象中来的美好,相反它的环境可以用糟糕透了来形容,非常强烈的辐射,并且没有空气温度,也是接近了绝对0度,人类如果不做任何的防护措施,盲目的踏入太空,可能离死也就不远了。
当然也不可能会有人不做任何防护措施,就飞向太空的,毕竟距离产生美,而当距离拉近时,不做点防护措施,危险性也并不是谁能够感受得到的。
如今人类的科学技术已经可以登上太空,甚至可以实现载人航天,但是想必大家也一直以来都有一个疑问,那就是在浩瀚无垠的太空中,航天器究竟是如何获得电力的呢?如果没有电力,那么航天器不是等于是废的吗?
航天器在太空中,其实获得电的途径有很多,其中一种就是太阳能,如果要说到太阳能,想必大家都并不陌生,毕竟在地球上,很多的科技产品使用的都是这种清洁的能源。而在太空中直接获得太阳能,就显得很方便了。
太阳内部的核聚变反应产生的能量需要一定的时间,才能够被地球所接收到,所以能够传播到地球上的太阳能,都已经是被削弱了很多的,而航天器飞上太空的过程中,获得的能量都是最直接,最强大的,自然也是能够支撑航天器展开太空探索任务。
朱诺号曾经就是依靠太阳能电池板来捕捉太阳能量,进行太空探索。朱诺号探测器携带了三块太阳能电板,每块宽2.7米,长十米,也就是大小相当于拖拉机的拖车。而朱诺号也成为了单纯依靠太阳能动力,飞行里程最长的航天器,达到了绕木星环绕轨道飞行九个月的成就。
太阳能电池板只是其中之一,放射性同位素热电式发电机,和核裂变反应堆也是太空发电的方式之一。旅行者号就配备了三个放射性同位素热电式发电机。
很显然,配备放射性同位素热电式发电机也是非常厉害的,否则美国的旅行者一号,和旅行者二号就不可能在太空中运作40多年之久。不过通过这种方式来发电,所冒的风险也很大,比如说卡西尼号坠入土星大气层销毁,就是有配备了放射性同位素热电式发电机的原因。
核裂变反应堆也是太空中可以获得电力的一种方式,天基核裂变反应堆以铀235来提供能量,而一公斤的铀235,可以提供差不多等同于三万吨煤炭的能量。运载着核裂变反应堆的飞行器是危险的,不过大家也不必太过担心,因为从时间和距离上来看,就算坠入地球,它的核裂变反应堆也都会被消耗,并不会对地球产生直接的危害。
无论是核裂变反应堆,又或者是放射性同位素热电式发电机,太阳电板都有各自的好处,也是太空探索中,所需要的发电能源方式之一,而人类也正是因为这些发电的方式,才能够在太空探索中,得到成果。
并且我们有理由相信,随着人类世界的科技力量不断的强大起来,也会有越来越多的发电方式会被使用,而人类对太空的探索也会更详细,更完善!
以上就是关于航天器上的能源是从哪里来的呢?这种能源能否再生呢?全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!



















