航天器电力系统替代电源

所有的地球轨道卫星在“日蚀”阶段都由电池来供电。这类“日蚀”一天中会发生很多次。因此对电池进行再充电才能满足每次“日蚀”阶段的供电需要^［8］。充放电周期及放电深度是实际选择航天器电力系统电池的准则。一开始用Ni-Cd电池给航天器提供电力比较受欢迎。但是很快就发现其最长寿命只有8年。因为电池每次放电都不充分，至少会剩余60％的容量^［8］。由于锂离子电池的能量密度可达200Wh/kg，所以在不远的将来可能成为不错的选择。但是，在卫星环境下锂离子电池的实际寿命只有几千次充放电周期。

基于以上原因，近来在航天电力系统的应用中，重量大得多的可再充电Ni-H₂电池很受欢迎。一般来讲，Ni-H₂电池的寿命约为20000～30000个充放电周期，从而降低了寿命周期成本，并能保证在卫星10年的预期寿命期间连续工作。从20世纪60年代早期开始，燃料电池就被视为执行太空任务的另一个具有吸引力的替代电源。对于长期太空任务而言，燃料电池的能量存储及转换基于氢气技术，这一点非常重要。碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）的电解质是固定不动的，因此被视为航天飞机最佳电源之一^［9］。近几年，质子交换膜燃料电池（Proto Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）在航天飞机应用领域比AFC更受青睐。比如说NASA正在考虑升级其燃料电池项目，用PEMFC单元来替代现有的AFC单元^［9］。(www.xing528.com)

本节中进一步的讨论将涉及实际太空任务中航天器电力系统的一些实例。这些说明将更全面地展示航天器电力系统及其细节。