Батарейки в космосе

Батареи используются на космических кораблях в качестве средства хранения энергии. Первичные батареи содержат всю полезную энергию в собранном виде и могут быть только разряжены. Вторичные батареи можно заряжать от какого-либо другого источника энергии, такого как солнечные панели или радиоизотопные источники энергии ( RTG ), и они могут обеспечивать питание в периоды, когда космический корабль находится вне прямых солнечных лучей. Батареи генерируют электрический ток в результате химической реакции.

Батареи для космических кораблей должны быть герметизированы для работы в вакууме. Они должны выдерживать ускорение запуска и вибрацию при выходе на орбиту. Они должны быть способны работать в широком диапазоне температур и не должны выделять газы, которые могут вызвать коррозию космического корабля, нарушить его траекторию или загрязнить приборы или системы жизнеобеспечения. Аккумуляторы для транспортных средств, вращающихся вокруг Земли, также должны противостоять высокому уровню ионизирующего излучения над щитом земной атмосферы. Искусственным спутникам, таким как спутники связи , требуются аккумуляторные системы, которые могут выдерживать тысячи циклов зарядки и разрядки в течение предполагаемого срока службы спутника. ^[2]

Первичные батареи используются для относительно кратковременных задач. Ранние спутники имели расчетный срок службы всего несколько недель или месяцев и могли нести достаточно первичных батарей, чтобы обеспечить необходимый срок службы. Для более длительных задач требуется перезаряжаемая система, в которой солнечные элементы или генератор радиоизотопов могут обеспечивать энергию для перезарядки батареи. Спутник вблизи Земли будет находиться под наблюдением на протяжении половины каждой орбиты, поэтому ему требуются батареи. для поддержания работы. Даже спутники на геосинхронной орбите испытывают регулярные «периоды затмений» различной продолжительности. Транспортным средствам, таким как космический корабль «Аполлон» и космический шаттл, требовалось больше энергии, чем можно было обеспечить батареями или солнечными панелями, и поэтому они полагались на водородные топливные элементы, обеспечивающие мощность в несколько киловатт в течение сотен часов. ^[2]

— Резервная батарея это основная батарея, в которой химические реагенты хранятся отдельно до тех пор, пока они не понадобятся. Это увеличивает срок службы батареи в режиме ожидания, поскольку побочные реакции не могут произойти, если электролит и электроды разделены. В другом варианте электролит нагревают, чтобы во время работы он стал проводящим. Такие батареи могут иметь короткий срок службы, но очень надежны после длительного хранения. Они используются в ракетах с длительным временем ожидания или в космических зондах, которым требуется питание во время приземления на планету.

В таблице ниже перечислены распространенные типы батарей, используемые в космосе.

Типы ^[3]^[2]
Тип батареи	Формула	Удельная энергия (Вт*час)/кг	Примечания
Водородный топливный элемент	ЧАС	275	^[3]
Литий-диоксид серы	ЛиSO2	200	^[3]
Литий-тионилхлорид	LiSOCl2	200	^[3]
Литий-бром в тионилхлориде	Ли-BCX		^[2]
Дисульфид лития-железа	ЛиФеС2		^[4]
Никель-кадмий	NiCd	30	^[3]
Никель-водород	NiH2	60	^[3]
Натриево-серный	By-S		^[2]
Серебро-кадмий	Ag-Cd		^[2]
Серебро-цинк	AgZn	100	^[3]
Оксид цинка-ртути	Zn-HgO		^[2]