Джерела електрики на космічних станціях

Відео: екскурсія по МКС від астронавта NASA (російський переклад)

Відео: Джерела енергії. Сонячна уловлює станція.

На Землі традиційними електрогенераторами вважаються бензинові або дизельні. В умовах невагомості робота двигуна внутрішнього згоряння пов`язана з певними конструктивними труднощами.

Як працює двигун внутрішнього згоряння в невагомості

Продукти горіння в умовах земної гравітації піднімаються наверх, а їх місце займає повітря, насичене киснем, необхідним для підтримки процесу горіння. Якщо сила тяжіння перестає діяти, то процес горіння буде підтримуватися тільки тим киснем з повітря, який надходить в зону горіння дифузійним шляхом. Цей процес йде набагато повільніше, ніж конвекція, тому, чисто теоретично, паливна система двигуна внутрішнього згоряння в умовах невагомості значно ускладнюється. Хоча, звичайно, зовсім не це було основною перешкодою для використання дизельгенераторів на космічних станціях. Проблема з утилізацією вихлопних газів і потреба в значних кількостях палива куди важливіше, ніж деяке ускладнення конструкції. Саме тому на космічних станціях завжди користувалися джерелами енергії, які не були пов`язані з утворенням відходів.

Якими джерелами енергії користуються на космічних кораблях і станціях

Перші супутники споживали зовсім небагато енергії, а час роботи апаратури на них було недовгим. Звичайних акумуляторів цілком вистачало на час роботи всієї наукової апаратури. Більш того, акумуляторна батарея відрізняється високою надійністю і експлуатаційними якостями. Однак, співвідношення маси джерела живлення і його енергоємності є неефективним для використання в автономному режимі на термін більше декількох діб. Так вага срібно-цинкової батареї, яка видає потужність близько 300 Вт і працює всього лише 40 годин в такому режимі, становить понад 100 кг. Для космічного апарату це серйозне навантаження.

Відео: Енергія будущего.Енергетіческая революція.

Коли знадобилися більш ефективні джерела живлення, були розроблені напівпровідникові фотоелементи - сонячні батареї. За межами земної атмосфери потужність сонячного випромінювання має значну величину. Навіть при невисокому ККД сонячних батарей (до 15%) з одного квадратного метра поверхні кремнієвого фотоелемента знімається близько 150 Вт потужності. При цьому не утворюються відходи, які необхідно утилізувати, і даннийпітанія не потребує паливних елементах. Для орбітальних космічних станцій саме сонячні батареї в доступному для огляду майбутньому і будуть основним джерелом електрики.

Однак, коли мова йде про отримання змінного струму (він необхідний для роботи промислового обладнання) або про космічні подорожі в зворотну сторону від Сонця, будуть потрібні інші джерела енергії. Найбільш перспективним вважається застосування ядерних установок прямої дії, в яких теплова енергія, яка утворюється в реакторі при ядерному розпаді, тепловим елементом перетворюється безпосередньо в електричний струм. Разом з цим вирішується і завдання підтримки необхідного температурного режиму.

Відео: На поновлювані джерела енергії повністю перейшла Коста-Ріка