Источники электричества на космических станциях

Здравствуйте. Почему на космических станциях не используют стандартные электро генераторы?
шар
Источники электричества на космических станциях

На Земле традиционными электрогенераторами считаются бензиновые или дизельные. В условиях невесомости работа двигателя внутреннего сгорания связана с определенными конструктивными сложностями.

Как работает двигатель внутреннего сгорания в невесомости

Продукты горения в условиях земной гравитации поднимаются наверх, а их место занимает воздух, насыщенный кислородом, необходимым для поддержания процесса горения. Если сила тяжести перестает действовать, то процесс горения будет поддерживаться только тем кислородом из воздуха, который поступает в зону горения диффузионным путем. Этот процесс идет гораздо медленней, чем конвекция, поэтому, чисто теоретически, топливная система двигателя внутреннего сгорания в условиях невесомости значительно усложняется. Хотя, конечно, совсем не это было основным препятствием для использования дизельгенераторов на космических станциях. Проблема с утилизацией выхлопных газов и потребность в значительных количествах топлива куда важнее, чем некоторое усложнение конструкции. Именно поэтому на космических станциях всегда пользовались источниками энергии, которые не были связаны с образованием отходов.

Какими источниками энергии пользуются на космических кораблях и станциях

Первые спутники потребляли совсем немного энергии, а время работы аппаратуры на них было недолгим. Обычных аккумуляторов вполне хватало на время работы всей научной аппаратуры. Более того, аккумуляторная батарея отличается высокой надежностью и эксплуатационными качествами. Однако, соотношение массы источника питания и его энергоемкости является неэффективным для использования в автономном режиме на срок более нескольких суток. Так вес серебряно-цинковой батареи, которая выдает мощность около 300 Вт и работает всего лишь 40 часов в таком режиме, составляет более 100 кг. Для космического аппарата это серьезная нагрузка.

Когда понадобились более эффективные источники питания, были разработаны полупроводниковые фотоэлементы – солнечные батареи. За пределами земной атмосферы мощность солнечного излучения имеет значительную величину. Даже при невысоком КПД солнечных батарей (до 15%) с одного квадратного метра поверхности кремниевого фотоэлемента снимается порядка 150 Вт мощности. При этом не образуются отходы, которые необходимо утилизировать, и данный источник питания не нуждается в топливных элементах. Для орбитальных космических станций именно солнечные батареи в обозримом будущем и будут основным источником электричества.

Однако, когда речь идет о получении переменного тока (он необходим для работы промышленного оборудования) или о космических путешествиях в обратную сторону от Солнца, потребуются иные источники энергии. Наиболее перспективным считается применение ядерных установок прямого действия, в которых тепловая энергия, которая образуется в реакторе при ядерном распаде, тепловым элементом преобразуется непосредственно в электрический ток. Вместе с этим решается и задача поддержания требуемого температурного режима.

Космические корабли будущего

Полезный совет?

эксперт, ответивший на вопрос

Сергей Шевчук
Просвещенный

Экономист и юрист с опытом работы в промышлености, финансовых и торговых структурах.

Похожие статьи

Комментарии

Еще нет комментариев.

оставить свой комментарий

* - скрыт от пользователей, только для уведомлений