国际空间站
国际空间站长72.8米,宽108.5米,重达419.5吨,运行在离地400km的太空。这么一个庞然大物,正常运行所需要的电力从何处获得呢?
答案是太阳能!在太空中利用太阳能发电,条件可谓是得天独厚。太空中没有风,没有雨,没有云雾遮挡,面板直接接受太阳光照射,利用光伏效应就可以产生电流,转换效率也比在地面上要高得多。我们经常可以从新闻中看到空间站伸出的小翅膀,就是它的太阳能面板阵列。
太阳能面板
空间站的太阳能面板总共有4套,是通过多次航天飞机发射任务才安装完成的。第4套也就是最后一套是2009年3月安装的,算起来也已有10年时间了。
这些阵列总共包含262,400块太阳能电池,占地约2,500平方米,相当于半个足球场的面积。太阳能电池板的翼展为73米,比波音777的翼展65米还要长。空间站的电力系统由12.9公里长的电线连接。电池阵列每小时可以产生84到120度的电力,大概相当于40多个家庭的用电量。这些发电量完全可以保证空间站的正常运行和内部实验室的电力需求。
面板角度可调
这时有同学可能会问了,如果空间站运行到暗处没有太阳的地方,不是就不能产生电力了吗? 完全正确!所以我们还要备一套储能系统,燃料电池。
当空间站处于阳光下时,大约60%的太阳能电池板产生的电能被用来给空间站的电池充电。当太阳能面板处在地球的阴影下时,就由已充电的燃料电池为空间站提供动力。
最初的燃料电池跟手机电池一样,是镍氢材料,时间久了也会有充不进电、充电不完全以及供电时间短的问题,现在正逐步更换为锂电池。
从2017年开始,就由宇航员在空间站外面执行电池更换的任务。上周五3月22日,安妮·麦克莱恩(Anne McClain)和尼克·黑格(Nick Hague)共花费了6小时39分钟时间,完成了3组镍氢电池的更换任务。
更换电池组件
宇航员
本周五(3月29日),麦克莱恩 (McClain) 和NASA宇航员克里斯蒂娜·科赫 (Christina Koch) 将进行另一次太空漫游,进行电池更换任务,这将是历史上第一次全女性太空行走。
定于4月8日进行的第三次太空行走将解决另一种能源升级问题——黑格(Hague) 和加拿大航天局宇航员大卫·圣·雅克 (David Saint Jacques ) 将为Canadarm2机器人建立冗余电源。