北京時(shí)間2月1日消息，據(jù)英國(guó)廣播公司（BBC）網(wǎng)站報(bào)道，對(duì)于飛船而言，電力系統(tǒng)是一個(gè)核心組成部分。它們必須能夠在極端環(huán)境條件下仍然保持極高的可靠性。然而，隨著現(xiàn)代飛船技術(shù)愈發(fā)復(fù)雜，其對(duì)于電力系統(tǒng)的要求也是越來越苛刻，那么未來的推進(jìn)系統(tǒng)將會(huì)如何發(fā)展？
令人震驚的高可靠性與長(zhǎng)壽命
脆弱性似乎是現(xiàn)代電子設(shè)備的通病——你的智能手機(jī)如果不充電，恐怕連一天都難以堅(jiān)持。然而相比之下，航天器的耐用性往往會(huì)讓你感到震驚：38年前發(fā)射升空的旅行者號(hào)飛船至今仍在工作，向我們傳回關(guān)于太陽(yáng)系邊緣的重要信息。這艘飛船每秒鐘能夠有效處理81000條指令，而相比之下，你手里的智能手機(jī)的信息處理能力要比這高出大約7000倍。
盡管70年代發(fā)射的美國(guó)旅行者飛船的推進(jìn)系統(tǒng)在技術(shù)上并不先進(jìn)，但它仍然持續(xù)正常工作了超過38年
美國(guó)宇航局的“小行星轉(zhuǎn)向項(xiàng)目”（Asteroid Redirect Mission）將采用新一代太陽(yáng)能帆板技術(shù)，其效率更高，壽命也更長(zhǎng)
當(dāng)然，你的智能手機(jī)之所以在電池依賴性方面表現(xiàn)如此之差，是因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)本來就需要每天充電的，而且它也幾乎不可能會(huì)出現(xiàn)在遠(yuǎn)離地球數(shù)百萬甚至數(shù)億公里外的宇宙空間的情況。而相比之下，如果一艘飛船沒電了，而最近的充電樁距離它也有數(shù)十億公里遠(yuǎn)，那么要想給它充電就顯得不太現(xiàn)實(shí)了。因此，一艘打算在太空中飛行數(shù)十年的飛船，要么一開始就用某種方法存儲(chǔ)上足夠的電量，或者就得在途中自己想辦法發(fā)電。事實(shí)證明，說起來容易做起來難，這事兒還要想成功實(shí)現(xiàn)還是很難的。
盡管飛船上搭載的電子設(shè)備很多只是偶爾需要電力供應(yīng)，但也有一部分設(shè)備是必須確保不間斷供電的，比如信號(hào)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)必須時(shí)刻處于通電狀態(tài)，而如果是載人飛船，那么生命維持系統(tǒng)和照明系統(tǒng)也同樣將是不能關(guān)閉的。
勞·蘇拉普迪博士（Dr Rao Surampudi）是美國(guó)加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的電力技術(shù)項(xiàng)目主管。在過去的30年間，他一直致力于為美國(guó)宇航局的各類航天器開發(fā)電源系統(tǒng)。
根據(jù)蘇拉普迪博士的說法，一般情況下航天器的電源系統(tǒng)會(huì)占到整個(gè)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(chǔ)能系統(tǒng)以及電源管理及分配系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)對(duì)于飛船來說絕對(duì)是必要而關(guān)鍵的，而為了適應(yīng)飛船的特殊使用條件，它們?cè)谫|(zhì)量和設(shè)計(jì)上會(huì)有一系列嚴(yán)苛的要求——首先質(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；同時(shí)它必須具有長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，且高度可靠，因?yàn)樵诎l(fā)射之后，如果飛船電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這時(shí)候再要想派工程師前去維修顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
這套供電系統(tǒng)不僅必須能夠確保每一件飛船搭載設(shè)備的電力使用需求，它還必須確保在整個(gè)飛船的使用壽命內(nèi)能夠持續(xù)提供這樣的電力支持——這樣的時(shí)間可能是幾年，幾十年甚至上百年。蘇拉普迪博士表示：“設(shè)計(jì)的使用壽命必須足夠長(zhǎng)，因?yàn)橐坏┌l(fā)生故障，你是不可能有什么維修或挽救機(jī)會(huì)的。舉例來說，飛往木星需要5~7年，飛往冥王星需要超過10年，而要想離開我們的太陽(yáng)系，你需要連續(xù)飛行20~30年。”
