锂电池对航天应用可能性的探讨

<正> 该文简单介绍了锂电池发展的一些特点,探讨了锂电池航天应用的可能性。特别讨论了由Li/SOCl_2电池体系制成储备电池,争取取代热电池,成为导弹电源的实验基础。同时,也着重评述了Li/TiS_2二次锂电池体体系用作卫星电源的一些探索性试验结果。作者在最后对于发展我国航天锂电池提出了几点建议: 1.航天锂电池是有发展前途的。据估计,一次锂电池的发展将可能先取代热电池,然后再和自动激活锌-银一次电池剧烈竞争。与此同时,二次锂电池的发展将可能逐步向锌-银、镉-镍、氢-镍和氢-银蓄电池提出挑战。     

地球观测卫星太阳电池阵的定向控制

<正> 一、电池阵定向控制的必要性及控制方法的概述随着大型地球观测卫星的观测手段多样化,旋转执行机构的采用以及轨道观测寿命的增长,对星载电源容量的要求越来越大,传统的银锌电池已很难满足卫星供电要求.于是,不但通信卫星,而且长寿命地球观测卫星也出现了采用太阳电池供电的趋势.为充分发挥供电效率,须考虑电池阵对日定向控制问题.对地球观测卫星来说,大致有两种可供选择的定向     

伺服动力电源技术发展概述

近年来,机电伺服系统在航空、航天领域得到了广泛应用,逐渐形成了新的推力矢量控制和舵面控制实现方式,并推动了伺服动力电源的多样性发展。研究了国外运载火箭、导弹及飞机伺服动力电源技术的发展现状,梳理了各类场景中伺服动力电源的应用特点及未来需求,对比了常见的热电池、锌银电池、锂离子电池及涡轮发电等各类伺服动力电源的技术特点,并提出了高电压、高比功率、高比容量（新型电池,涡轮发电）、一体化/智能化/高可靠等伺服动力电源技术的未来发展方向。     

低轨道航天器高电压太阳电池阵电流泄漏效应分析计算

在一种简化的太阳电池阵结构模型基础上, 利用太阳电池阵电流收集经验模式,基于电流平衡, 建立了一种计算低轨道航天器高电压太阳电池阵在等离子体环境中电流泄漏的方法. 利用该方法, 对高电压太阳电池阵电流泄漏效应与低轨道等离子体环境、电池阵电压、电池阵裸露金属面积的关系进行了分析计算.结果表明, 随着轨道高度增加, 电流泄漏引起的电池阵功率损失迅速下降, 影响最严重的区域为电离层等离子体密度最高的300～400 km高度的轨道区域; 电流泄漏引起的功率损失与太阳电池阵电压呈指数关系, 电压越高功率损失越大; 200 V以下的电池阵功率损耗较小, 远低于电源系统总功率的1%;电流泄漏与太阳电池阵裸露金属导体的表面积呈正比关系, 因此, 通过减少太阳电池阵裸露面积, 可以降低电流泄漏的影响.      

先进的大面积太阳电池阵电性能测试系统

介绍一种先进的大面积太阳电池阵电性能测试系统 ,它可用于卫星的太阳电池帆板电性能的测试 ,也可用于地面或其他领域中使用的太阳电池阵或单个太阳电池的测试。其主要特点在于 :脉冲光源使光强达一个太阳常数 ,在直径 5m的测试面上 ,光照不均匀性± 3% ,计算机控制 ,测试过程完全自动化 ,多脉冲测试功能可解决太阳电池响应慢的问题。介绍了该系统在国内外的使用及发展情况及在我国空间太阳电池阵的测试中的应用。     

美国空间核动力斯特林电源系统技术发展分析

正随着航天技术的不断发展,世界各航天大国均加快了远距离航天任务的规划与部署,这些航天任务航行距离远、持续时间长,所处空间环境恶劣,需要使用空间核动力供电系统。空间核动力斯特林电源系统是一种采用动态斯特林热电能量转换技术的核动力电源系统,主要由核热源、活塞式斯特林发电器和控制器等部件组成,具有长寿命、高功率、高热电转换效率、组合方式灵活等优点,在深空探测、星表登陆等航天任务的供电需求中具有较高的发展潜力和竞争力。目前,仅美国开展过大量的空间核动力斯特林电源系统的设计与技术研究工作,其最早的研发工作可追溯到20世纪70年代,已取得大量的阶段性成果。     

星上二次电源的故障分析

星上二次电源—蓄电池是限制卫星、特别是通信卫星工作寿命的主要因素之一。众所周知,星上蓄电池的工作寿命取决于工作循环类型和蓄电池的种类。在过去二十年里,实际用作空间能源贮存设备的是氧化镍-镉蓄电池,银-氢、镍-氢以及燃料电池也起到了重大的作用。表1列出了各种空间     

地球观测卫星太阳电池电源系统的设计

本文从卫星总体设计角度概述地球观测卫星太阳电池电源系统的设计特点。着重阐述太阳同步轨道参数对电源系统设计的影响以及设计中的主要技术问题;包括可展开式太阳电池翼板,镉镍蓄电池组和电源控制装置等设计的考虑。此外,对适应公用舱设计的有关技术也作了一些探讨。本文对其它近地轨道卫星电源系统的设计同样有参考价值。     

美国航宇局考虑改变空间站电源设计

美国航宇局(NASA)负责空间站的官员已建议,对国际空间站的在轨组装方式和供电方式作重大改进。这项建议是将电源系统改用50英尺的太阳能抛物面集光反射器。在空间站运行初期,由它提供空间站所需75千瓦电力的大部分。目前设计的电源系统为4对太阳电池阵,每个阵展开后翼展为200英尺。使用反     

我国深空探测任务电源系统发展需求

针对我国后续月球极区探测、小天体探测、火星探测、木星系探测深空探测重点任务,在梳理分析每个探测任务约束的基础上,提出电源系统的具体需求;对上述4个方向的深空探测任务的电源系统需求进行归纳总结,提出我国后续深空探测任务的电源系统主要发展建议,具体包括宽温度和光强适应性、抗辐照的太阳电池阵,轻小型智能化的电源控制装置,高功率密度的电源系统MPPT拓扑;最后对同位素温差发电技术进行了发展展望,为后续深空探测电源系统研究和设计提供参考。     

卫星的防辐射技术

绝大多数人造地球卫星的电源均采用电池阵。它们在轨道上受到宇宙辐射,特别是高能电子和质子的辐射,会造成严重损坏。但是,采用激光退火技术,可使之恢复原效率的95％。目前,已在实验室里成功地对受辐射损坏的太阳电池进行了再生试验。自1958年发射第一颗装有太阳电池的卫星至今,太阳电池只采用被动式防辐射技术。第一次采用的被动式防辐射技术,只是在太阳电池表面上涂一层能截断低能带电粒     

太阳翼：为航天器装上“翅膀”

<正>关心航天的人，对太阳能电池都很熟悉，也就是我们俗称的“太阳翼”或“太阳能帆板”。航天领域是人类第一个大量、全面使用太阳能的。没有航天技术几十年的探索、开发和应用，今天庞大的光伏产业可能就无从诞生。太阳能电池，如今往往被叫做光伏材料。虽然一部分深空探测器已经在使用放射性同位素电源，     

欧洲奥林匹斯卫星故障初探

欧洲的奥林匹斯卫星是一颗试验型通信卫星,于1989年7月由阿里安运载火箭射入轨道,10月份正式投入工作。卫星耗资8.4亿美元,工作寿命5年,用来试验直播电视传输、视频会议和专用商务通信技术。 1991年初,卫星太阳电池输出功率突然下降。据欧空局官员披露;星上电源故障可能是驱动太阳电池翼的部件出了毛病。为了挽救这颗卫星,2月6日欧空局成立了故障调查小组,以便找出故障原因并提出具体补救措施。位于意大利福齐诺的欧空局卫星操作人员还介绍说:突然下降的卫星电源曾在1月28日恢复到正常状态,但时间只持续了大约60秒钟。随后,地面控制人员发现:两个太阳电池翼中的一个已不能随着太阳指向转动。地面人员曾试图利用人工控制太阳电池翼的方法来解决这一问题,但结果失败了。因此,欧空局官员认为是:电源系统的“定     

商业航天电源系统发展现状和展望

<正>自国务院发布《2016中国的航天》白皮书以后，我国商业航天领域开始呈现蓬勃发展的态势，以商业遥感卫星星座、商业微小SAR卫星星座、低轨互联网卫星、商业运载火箭等为代表的商业航天各领域迅速发展，推动我国航天产业呈现新的发展态势。在航天技术进步的驱动下，商业航天规模化生产成为可能，发展商业航天产业，提升航天技术水平，对支撑我国成为航天强国具有重要意义。商业卫星产业是现代航天产业发展的时代所需，引领了一种全新的卫星研制生产和运营模式：(1)卫星研制周期短；(2)多星组网运行，快速部署，需求量大；(3)成本可控。电源系统是航天器的主要系统之一，为航天器的工作提供能量，是航天器的“心脏”，随着商业卫星有效载荷能力不断提升，电源分系统技术发展和生产更要适应新模式[1-3]。     

波音公司提高了空间太阳电池效率

波音公司的高技术中心在太阳电池效率方面取得了重要进展,其双结空间聚光电池光电转换效率已超过31％。这种电池由砷化镓顶层和吸收红外光的锑化镓底层制成。在技术上,效率递增的速度一般只有1～2％,但是波音公司却在Varian联合公司的24.1％空间电池效率基础上提高了7％。这一电池效率已由NASA路易斯研究中心在模拟空间条件(AM0)下进行了验证。波音公司的新型太阳电池在地面应用时也能正常工作,效率达37％。据波音公司太阳电池规划部经理刘易斯·弗雷斯讲,取得这一成绩的关键是如何选择机械压接式叠层太阳电池第二层所用的半导体材料。波音公司太阳电池的顶层为标准砷化镓(GaAs)太阳电池。通过各种方法检测后,波音公司的研究     

空间飞行器电源系统的现状及展望

本文反映了国际上飞行器电源系统的历史和现状;介绍了太阳电池阵、蓄电池联合电源系统,放射性同位素电源和核反应堆的空间应用可能性,以及潜在的危险因素;并对未来进行了展望。     

太阳电池空间标定技术初探

随着各种新型空间太阳电池的发展和应用,在地面使用太阳模拟器对AMO标准太阳电池进行标定的方法在理论和实践上都遇到了严重的困难,最能反映其实际使用状态的空间标定成为解决问题的理想方案。国外太阳电池空间标定技术已十分成熟,主要航天国家如美国、欧洲、日本、巴西等都进行了各自的空间标定实验。北京东方计量测试研究所进行了太阳电池空间标定原理样机的研制工作。样机由太阳电池板、数据采集与处理模块、太阳敏感器和温度传感器组成,可同时对32路国产砷化镓多结太阳电池进行短路电流的测量,电流测试的标准不确定度小于0.5%(最佳点)。此项研究将形成标准太阳电池空间标定的完整方案,促进我国新型空间太阳电池的研究和应用。     

便携式太阳电池特性参数获取系统

为了快速以及准确地获取太阳电池的特性参数（包括光生电流、反向饱和电流、二极管理想因子、串联电阻、并联电阻、短路电流、开路电压、最大输出功率、最佳工作电压、最佳工作电流和填充因子等11个参数）,研制了一套由太阳模拟器模块、控制及处理模块、电子负载模块、信号采集模块、按键模块和显示模块6个部分构成的测试系统.该系统的主要特点在于,依次采用程控恒流型和恒压型电子负载以及变频采样技术,实现太阳电池电流与电压信号高精度测量;集成太阳电池参数解析提取算法进入数字信号处理芯片,实现便携式提取电池光生电流等参数.对不同光强下单晶硅太阳电池的测量以及数据拟合,获取了11个特性参数;并得到拟合曲线中电流最大均方误差小于0.006 A,证实参数获取是正确的.      

空间太阳电池板银互连片原子氧效应模拟试验

空间太阳电池板可作为空间飞行器的动力源,但由于原子氧在空间太阳电池板银互连片上的腐蚀作用,可能影响空间太阳电池板的有效寿命.因此,在北航流体所设计的原子氧效应地面模拟试验设备中,对空间太阳电池板的银互连片进行了抗原子氧效应地面模拟试验研究.获得了银箔和不同防护镀层材料在原子氧环境中的不同剥蚀结果,这为进行银互连片表面的原子氧防护提供了必要的应用和设计依据.     

日本研制新型长寿命高效率卫星电源

日本电信电话公司(NTT)在硅基片上进行砷化镓晶体生长制成薄膜太阳电池。它的光电转换效率和面积都超过了已实用化的以砷化镓作基片的太阳电池,并解决了用不同材料复合后出现的晶体缺陷(位错)和裂纹两大难题。研究出了引入两种变形层和有选择性地进行晶体生长的新技术。这种薄膜太阳电池兼有硅的价格低廉、质轻、强度高和砷化镓寿命长的优点。这一高效长寿命大面积化太阳电池新产品试制成果,准备推广应用到卫星电源上。