在航天器供电系统中，航天器供电系统的可靠性和安全性一直是航天器系统关注的重点之一。对于航天器来说，电源系统是其核心部件，必须能够在极端环境条件下保持高可靠性。以下是边肖为您整理的航天器科学知识，供大家阅读！
当宇宙飞船发射时，太阳能电池板是折叠的。飞船和火箭分离后，面板打开，在飞行中不断调整方向。
美国宇航局正在开发的斯特林同位素热发动机将为未来的长期太空任务提供电力支持。
如果采用核电技术，未来我们去火星的时候，甚至不需要携带专门的发电机，因为我们的飞船本身就携带了核电站。
10月17日，神舟XI号载人飞船成功发射。许多人在为神舟XI号的成功发射感到自豪的同时，他们也可能感到好奇。当飞船到达太空时，没有电源供应。它是如何解决自身运行和航天员实验、生活用电的？在这里，就带你去寻找答案吧！
航天器科技知识：航天器如何供电？
我们日常生活中用的电来自发电厂。当飞船到达太空时，没有电源供应。那么它用的电从哪里来呢？
航天器所需的电能大部分来自自备电站。以载人飞船为例。其电站包括太阳能发电、核能发电、燃料电池供电和蓄电池供电等。采用哪种供电方式取决于载人飞船所需的功耗、在太空停留的时间长短和使用条件。飞船需要太阳能电池板(即太阳能翼)和电池在光照区共同工作，太阳能电池在给电池充电的同时为飞船提供动力。飞船飞行时，在光照区用太阳能电池发电供电，在阴影区用电池供电。
所以，有人可能会问：太阳能电池板到底是什么？太阳能电池板是收集太阳能的装置，通常用于为卫星、太空探测器和宇宙飞船提供动力。八块砷化镓太阳能电池板安装在神舟XI号飞船上。砷化镓太阳能电池板具有效率高、重量轻、面积小、抗辐射能力强等特点。它可以高效地将太阳能转化为电能，然后储存在人造卫星和航天器中。由于航天器上的许多实验仪器和设备依靠电力作为能源，太阳能电池板的正常展开是航天器飞行中的一个关键动作。只有太阳能电池板展开成功，才能保证飞船的供电。
航天器科技知识：航天器的供电系统有什么特点？
航天器电源系统的可靠性和安全性一直是航天器系统关注的重点之一。对于航天器来说，电源系统是其核心部件，必须能够在极端环境条件下保持高可靠性。
可靠性高。
电源是飞船和航天员安全的巨大保障。虽然飞船上搭载的很多电子设备只是偶尔需要供电，但也有一些设备需要不间断供电。例如，信号接收器和发射器必须随时通电，如果是载人飞船，生命支持系统和照明系统也不能关闭。
飞船设计对电源的要求是“一故障正常，二故障安全”，即当电源出现一次故障时，飞船还能正常飞行。一旦发生第二次故障，必须有足够的电源保证地面上的指令能传到飞船上，指示航天员控制飞船，立即返回地面。
据专家介绍，天宫二号在供配电方面实现了高度一体化的模块设计。传统的“开关”是航天器电源系统的核心部件，通常采用机械接触式继电器开关。一旦机械接触“开关”失效，将对航天器的性能和可靠性产生重大影响。普通人家的墙上，都会有一个电源控制箱。当屋内某个电器短路时，里面的开关会自动跳闸保护。天宫二号的配电“管家”不仅能像普通电源开关一样供电，还能在出现故障时断电，故障修复后自动恢复供电。神舟十一号与天宫二号对接时，部分设备停止工作，那么整个飞船的负载会降低到40%，电池会在长期小负载的情况下不断充放电，产生记忆效应。一旦负载增加回额定负载，就会出现电池供电能力不足的问题。为了解决这个棘手的问题，让电池“失忆”，设计师通过大量长时间的地面测试，终于找出了一条与神舟十一号工作状态相匹配的充电曲线。
减重设计至关重要。
电源是飞船上的“重量级”，所以减重设计非常关键。飞船的供电系统一般占整个飞船质量的30%左右，一般可分为三部分：发电系统、储能系统和电源管理与分配系统。这些系统对于航天器来说是绝对必要和关键的，为了适应航天器的特殊条件，它们在质量和设计上会有一系列严格的要求。它们的质量必须足够小，以提高所谓的“能量密度”，也就是说，它必须能够在足够小的体积内产生足够的功率。
足够长的使用寿命
供电系统既要保证每个航天器所搭载设备的电力需求，又要保证在航天器的整个使用寿命期间能够持续提供这样的电力支持；这个时间可能是几年，几十年甚至几百年。比如从地球飞到木星需要5-7年，飞到冥王星需要10年以上，离开我们的太阳系还要连续飞行20-30年。专家表示，供电系统设计的使用寿命必须足够长，因为一旦出现故障，派工程师去维修显然不现实。
能够经受极端环境的考验。
考虑到航天器运行环境的特殊性，航天器的电源系统必须能够在零重力和高真空环境下正常工作，同时还要经受超强辐射环境和极端温度的考验。据专家介绍，如果你的探测器要在金星表面着陆，那里的温度是460摄氏度。而如果你打算冲进木星的大气层，那里的温度将会是零下150摄氏度。
航天器科技知识：未来，航天器用什么做电源？
目前，研究人员正在为未来的空间探索任务开发斯特林放射性同位素发生器(SRG)。基于现有的放射性同位素热电发生器(RTG)，这种新型SRG同位素发生器的发电效率远远高于其基于热电的对应装置，并且其体积可以非常小。当然，这是有代价的，那就是其技术的复杂程度也会大大增加。
美国宇航局在计划未来的木卫二探索任务时，也在考虑开发新的电池类型。这种电池可以在零下80到零下100的极端低温环境下正常使用。先进的锂离子电池技术也在不断改进，以使其储能翻倍。这些措施将大大增加电池的能量密度，从而延长宇航员在太空中连续执行任务的时间。
太阳能电池板技术也在同步推进研发，新型太阳能电池板可以适应在远离太阳、光照强度弱、温度极低的环境下正常工作。这样的技术进步意味着，在未来，带有太阳能电池板的探测器可能能够在离太阳更远的太空区域执行探索任务。
目前人类的技术还不能让核聚变能源成为稳定可靠的航天器能源。而且目前我们能建造的核聚变装置，比如托克马克装置，体积都特别大，一般都需要很大的空间来容纳，所以没办法安装在飞船上。核反应堆采用核裂变技术，是一种成熟的发电手段。这种能源方式更适合那些采用全电推进或者未来计划在月球和火星表面长期停留的航天任务。如果是这样的话，我们去火星的时候，甚至不需要携带专门的发电机，因为我们的飞船本身就携带了核电站！
