10月17日，神舟十一號載人飛船成功發(fā)射升空！

     神舟十一號飛行任務(wù)將延長至30天，這是中國迄今為止時間長的一次航天飛行。

     根據(jù)神舟九號、十號的數(shù)據(jù)，飛船飛**僅需耗電43度，一臺普通家用空調(diào)的耗電量就可支持飛船繞地球飛行一小時。

    但問題是，宇宙飛船到了太空就沒有了供電來源，它是如何解決自身運行及航天員實驗和生活所需要的電力供應(yīng)呢？

今天，我們就來說說太空旅行的必備品——電

    1宇宙飛船的電從哪兒來？

    神舟七號飛船在軌運行期間，三位航天員吃的飯菜是由應(yīng)急電池來加熱的。航天員們都知道應(yīng)急電池的重要性，舍不得用，常常吃冷飯菜。

    為了給航天員提供充足能量，神舟八號和神舟九號設(shè)計用太陽電池帆板持續(xù)產(chǎn)生的源源不斷的電能，為航天員們加熱飯菜，加熱的時間也大大縮短。

    等正式入駐天宮二號后，航天員就可以享受到家庭生活一般的一日三餐待遇了。他們吃飯時間與地面同步，包括主食、副食、即食、飲品、調(diào)味品和功能食品等六大類產(chǎn)品，醬牛肉、魚香肉絲等傳統(tǒng)菜肴都有，五天之內(nèi)菜譜不會重樣。

    航天器所需的電能，大都來自自備的發(fā)電站。

    采用哪種方式供電，要根據(jù)載人航天器要求的用電功率大小、在空間停留時間的長短和使用條件等來決定。

    太陽能帆板是一種收集太陽能的裝置，通常用于人造衛(wèi)星、太空探測器和宇宙飛船的供能，也可用于安裝在環(huán)保型汽車頂部。

    它的基本原理是，利用硅（Si）和某些金屬的光電效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后儲存在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、電動汽車的太陽能電池里。

    2供電系統(tǒng)可靠嗎？

    宇宙飛船設(shè)計上對電源的要**“一次故障正常，二次故障**”，即當(dāng)電源出現(xiàn)一次故障時，宇宙飛船完全能夠正常飛行，一旦出現(xiàn)**次故障，就要有足夠的電源保證地面上的指令能傳遞到宇宙飛船上，指示航天員操控飛船立即返回地面。

    當(dāng)神舟十一號和天宮二號對接停靠后，整個飛船的負(fù)載將減小至40%，蓄電池在長期小負(fù)載情況下不斷充放電，產(chǎn)生記憶效應(yīng)，一旦負(fù)載又回到額定負(fù)載，就會出現(xiàn)蓄電池供電能力不足的問題。為解決這一棘手問題，使蓄電池“失憶”，人員通過大量地面長期試驗，終摸索出了一條和神舟十一號工作狀態(tài)相匹配的充電曲線。

    3減重設(shè)計非常關(guān)鍵

    電源是宇宙飛船上的“重量大戶”，一般情況下航天器的電源系統(tǒng)會占到整個航天器質(zhì)量的大約30%，并且一般可以分解為三大部分：發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及電源管理及分配系統(tǒng)。他們的質(zhì)量必須足夠小，以便提升所謂“能量密度”，也就是說它必須能夠在足夠小的體積內(nèi)產(chǎn)生足夠強(qiáng)大的電力。

    4使用壽命足夠長

   供電系統(tǒng)不僅必須確保每一件飛船搭載設(shè)備的電力使用需求，還必須確保在整個飛船的使用壽命內(nèi)能持續(xù)提供這樣的電力支持——可能是幾年、幾十年甚至上百年。

    5能經(jīng)受極端環(huán)境考驗

    飛船運行環(huán)境的特殊性使得飛船電力系統(tǒng)必須能在零重力和高真空環(huán)境下正常運作，同時須經(jīng)受超強(qiáng)輻射環(huán)境和極端溫度的考驗。如果你的探測器打算在金星表面著陸，那邊的溫度是460攝氏度。而如果你打算沖入木星大氣層，那么那里的溫度是零下150攝氏度。

    6未來，宇宙飛船將用什么供電？

    SRG新型同位素發(fā)電機(jī)：研究人員正在為未來的空間探測任務(wù)“斯特林放射性同位素發(fā)電機(jī)”(SRG)。基于現(xiàn)有的放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機(jī)（RTG），這種發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率遠(yuǎn)高于其基于熱電同類，且它的體積可以做到非常小。

    新型電池類型：美國宇航局在規(guī)劃未來前往木衛(wèi)二的探測任務(wù)時，也在考慮新型電池類型。這種電池可以適應(yīng)在零下80攝氏度至零下100攝氏度的極端低溫環(huán)境下正常使用。

    太陽能帆板技術(shù)：太陽能帆板技術(shù)也正在同步推進(jìn)，它能夠適應(yīng)在遠(yuǎn)離太陽、光照強(qiáng)度弱、溫度極低的環(huán)境下正常工作。這樣的技術(shù)進(jìn)步意味著未來借助太陽能帆板的探測器或許將能夠在更加遠(yuǎn)離太陽的空間區(qū)域執(zhí)行探測任務(wù)。

    核裂變技術(shù)：這是目前人類已經(jīng)成熟掌握的發(fā)電手段。采用這種能源方式對于那些采用全電力推進(jìn)，或是未來計劃在月球及火星表面長期駐留的太空任務(wù)會比較適合。如果真是這樣，我們?nèi)ネ鹦菚r，甚至不需要專門攜帶一臺發(fā)電機(jī)，因為我們的飛船本身就攜帶了一座核電站！

    星辰大海的征程中

    中國人將再次留下足跡！

    我自豪！

信息來源：CCTV央視新聞  信息整理：上海晟皋電氣科技有限公司

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