|
Źródła energii elektrycznej na pokładach statków kosmicznych... Na pokładzie statku kosmicznego znajduje się wiele urządzeń zapewniających prawidłowe funkcjonowanie systemów pokładowych i prawidłową realizację celów misji. Są to między innymi: systemy łączności, telemetrii, nawigacji, sterowania zespołem napędowym, podtrzymywania życia, zespoły czujników i aparatury pomiarowej oraz wiele innych. Większość z nich do prawidłowej pracy wymaga zasilania energią elektryczną. Na pokładzie statku kosmicznego powinny znajdować się źródła energii elektrycznej oraz systemy sterowania i zabezpieczenia pracą tych źródeł, zapewniające niezawodne zasilanie odbiorników pokładowych podczas całego czasu trwania misji statku kosmicznego.Pokładowy system zasilania energią elektryczną składa się z
czterech głównych części:
-
zasadnicze źródła
energii elektrycznej zapewniają zasilanie
odbiorników pokładowych w czasie trwania misji kosmicznej np. baterie słoneczne;
-
awaryjne źródła
energii elektrycznej zapewniają zasilanie
odbiorników pokładowych w czasie niesprawności źródeł zasadniczych np.
akumulatory (nie występują na wszystkich statkach kosmicznych);
-
system sterowania i
zabezpieczenia (rozdziału, regulacji i
kontroli) pracą źródeł i odbiorników energii elektrycznej;
-
odbiorniki pokładowe
energii elektrycznej.
Rodzaj
zastosowanego źródła energii elektrycznej zależy głównie od:
-
wymaganej mocy niezbędnej
dla prawidłowej pracy odbiorników energii elektrycznej;
-
czasu trwania misji
statku kosmicznego;
-
trajektorii lotu
statku kosmicznego (lot wokółziemski, planety zewnętrzne,...
).
Na
pokładach statków kosmicznych stosowany jest prąd stały o napięciu 28V (120
V - stacja kosmiczna ALFA 1-część amerykańska) i trójfazowy (jednofazowy)
prąd przemienny o częstotliwości 400 Hz i napięciach 115V i 36 V. Prąd stały
wytwarzany jest przez następujące źródła energii elektrycznej (obecnie
stosowane i projektowane):
-
ogniwa chemiczne
(akumulatory) - Chemical Battery;
-
ogniwa paliwowe - Fuel Cells;
-
baterie słoneczne (fotowoltaniczne)
- Solar / Photovoltanic Power System;
-
dynamiczne
przetworniki energii słonecznej - Solar
Dynamic Power System -
(w fazie prób i testów);
-
generatory
radioizotopowe - Radioisotope
Thermoelectric Generator - RTG;
-
generatory
jądrowe - Nuclear Reactor Power System;
-
generatory
magnetogazodynamiczne - Magnetogasodynamic
Power System - (w fazie prób i testów );
-
technologia AMTEC -
(w fazie prób i testów);
-
technologia Stirling
- (w fazie prób i testów);
-
technologia Flywheel
- (w fazie prób i testów);
-
termofotoelektryczne
źródła zasilania - Termophotovoltanics
- (w fazie prób i testów).
-
wiązkowy
(mikrofalowy) system zasilania - Beamed
(Microvawe) Power System - (w fazie
prób i testów);
-
elektrodynamiczne źródła
zasilania - Electrodynamic Power System
- (w fazie prób i testów);
Prąd
przemienny wytwarzany jest przez półprzewodnikowe falowniki.
Ogniwa chemiczne - Akumulatory
Akumulatory
stosowane są do zasilania systemów pokładowych statku kosmicznego od początku
trwania ery kosmicznej (Sputnik 1 -
1957). Do połowy lat 60 XX wieku występowały głównie jako zasadnicze źródła
energii elektrycznej, lecz wraz z rozwojem technologii baterii słonecznych i
ogniw paliwowych zaczęły być stosowane jako awaryjne źródła energii
elektrycznej. W latach 50 i 60 XX wieku na pokładach statków kosmicznych
stosowane były akumulatory srebrowo - cynkowe AgZn (Wostok,
Woschod, Sojuz, Mercury, Gemini, Apollo,...), a od początku lat 70 XX wieku
akumulatory niklowo - kadmowe NiCd (Salut,
SkyLab,...). Akumulatory srebrowo - cynkowe posiadają lepsze parametry
energetyczne niż akumulatory niklowo - kadmowe, ale są od nich kilkakrotnie
droższe i mają krótszy czas eksploatacji. W latach 80 XX wieku wprowadzono do
eksploatacji akumulatory niklowo - wodorowe NiH2, Ni-MH (Międzynarodowa
stacja kosmiczna ALFA 1,...). Akumulatory niklowo - wodorowe posiadają
zbliżone parametry energetyczne jak akumulatory niklowo - kadmowe, ale mają
kilkakrotnie dłuższy czas eksploatacji (6,5 roku - ALFA 1) i nie posiadają
efektu pamięci (akumulatory NiCd). Obecnie prowadzi się intensywne prace
badawcze nad akumulatorami sodowo - siarkowymi (temp.
pracy 300 ÷ 400oC - badania powierzchni Wenus, Merkurego),
litowymi (większa gęstość gromadzonej
energii) i polimerowymi (bardzo
długi czas pracy ~10 000 cykli ładowania i rozładowania).
Ogniwa paliwowe
Ogniwa paliwowe na pokładzie
statków kosmicznych stosowane są od połowy lat 60 XX wieku (Gemini
3 - 1965). Proces otrzymywania energii elektrycznej polega na
egzotermicznym spalaniu wodoru w tlenie (temp.
pracy 150 ÷ 200oC). Dwa atomy wodoru łączą się z atomem
tlenu, w wyniku czego powstają dwa wolne elektrony zbierane przez elektrody
grafitowo - platynowe i woda. Na pokładzie statków kosmicznych stosowano o.p.
kwasowe (elektrolit - kwas fosforowy -
Gemini) i alkaiczne (elektrolit -
wodorotlenek potasu - Apollo, Space Shuttle). Woda otrzymywana z ogniw
alkaicznych jest używana przez załogę do konsumpcji i higieny (około 0,47 dm3 wody przy wytworzeniu 1 kWh - Apollo).
Pojedyncze o.p. wytwarza prąd stały o napięciu 0,7 ÷ 1 V. W celu zwiększenia
napięcia wyjściowego i wydajności prądowej ogniwa łączy się szeregowo i równolegle.
Czas eksploatacji o.p waha się od 400 godz. (Apollo) do 2000 godz. (Space
Shuttle). Obecnie prowadzi się intensywne prace badawcze nad o.p.
regenerowalnymi, w których woda powstająca podczas pracy ogniwa, byłaby
poddawana elektrolizie (zasilanie
elektrolizerów np. z baterii słonecznych), zaś otrzymany wodór i tlen
ponownie wykorzystywany byłby przez ogniwa paliwowe .

Baterie słoneczne
Baterie słoneczne na pokładzie statków kosmicznych stosowane są od końca
lat 50 XX wieku (Vanguard 1 - 1958).
Na granicy dwóch warstw półprzewodnika o odmiennym typie przewodnictwa (p
i n) pod wpływem padającego promieniowania elektromagnetycznego (światło
widzialne) powstaje różnica potencjałów (zjawisko
fotoelektryczne wewnętrzne). Ogniwa słoneczne wytwarzane są głównie z
krzemu ( η =
15 ÷ 20% ) i z arsenku galu (
η = 18 ÷ 25% ). W celu
zwiększenia napięcia wyjściowego i wydajności prądowej ogniwa łączy się
szeregowo i równolegle w baterie ogniw słonecznych. W latach 90 XX wieku na
pokładach statków kosmicznych zaczęto stosować ogniwa słoneczne połączone
z soczewką Fresnela, pozwalające uzyskać dużo większą sprawność niż w
zwykłych o.s. przy tej samej powierzchni czynnej. Baterie o.s. z soczewką

Fresnela
noszą nazwę Solar Array (Solar
Concentrator Array with Refractive Linear Element Technology - SCARLET ). Ogniwa
słoneczne wykorzystujące technologię SCARLET wykorzystano po raz pierwszy w
sondzie kosmicznej Deep Space 1 (2000 r.).
Stosowanie o.s jest efektywne w odległościach od ok. 0,2 do ok. 2 AU od Słońca
(1 AU - jednostka astronomiczna - średnia
odległość Ziemi od Słońca ok. 149,6 mln km.). Obecnie prowadzi się
intensywne prace badawcze nad dynamicznymi systemami przetwarzania energii słonecznej
na energię elektryczną (Solar Dynamic
Power System). Energia słoneczna jest skupiana przez reflektor -
koncentrator w plamkę o średnicy ok. 1mm, która jest zogniskowana na
powierzchni pojemnika zawierającego czynnik roboczy (
gaz, ciecz ). Wzrasta temperatura i ciśnienie (
energia wewnętrzna ) czynnika roboczego. Energia ta zostaje przetworzona w
zamkniętym cyklu Braytona, Rankina, Kalina lub Stirlinga na energią mechaniczną,
która zostaje przetworzona na energią elektryczną przez konwencjonalne lub
liniowe generatory. Sprawność przetwarzania waha się w granicach 30 ÷ 45%. Główną
przeszkoda w szerokim stosowaniu dynamicznych systemów przetwarzania energii słonecznej
są rozmiary reflektorów - koncentratorów. Przetwornik o mocy elektrycznej
200W znajdujący się na orbicie Saturna ( 9,53 AU od Słońca ) musiałby posiadać reflektor -
koncentrator o średnicy ok. 9,7 m.

Generatory radioizotopowe / jądrowe
Generatory radioizotopowe RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) na pokładzie statków
kosmicznych stosowane są od początku lat 60 XX wieku (Transit 4A - 1961 r.). Podstawa działania generatorów RTG jest
zjawisko termoelektryczne (zjawisko
Seebecka - Peltiera) i zjawisko naturalnego rozpadu promieniotwórczego
pierwiastków promieniotwórczych (tzw. połowiczny
rozpad promieniotwórczy). Materiał promieniotwórczy podczas samoistnego
rozpadu emituje promieniowanie jonizujące (cząstki α lub β) i podczerwone (energia
cieplna). Materiał radioaktywny umieszczony jest w hermetycznej kapsule wokół
której umieszczona jest bateria ogniw termoelektrycznych (termoogniw).
Gorące końce termoogniw dotykają pojemnika z materiałem radioaktywnym, zimne
zaś stykają się z radiatorami. Jako materiał radioaktywny najszersze
zastosowanie znalazł izotop plutonu Pu238 (t1/2 = 87,74
lat) i polon Po210 (t1/2 = 0,379 r.). 1 kg plutonu Pu238
wypromieniowuje ok. 560 W energii cieplnej. Spadek sprawności
wynosi ok. 0,79 % / rok. Termoogniwo stanowi zespół dwóch różnych
przewodników (materiał A i B) połączonych
na dwóch końcach (tzw. termopara).
Jeden spoina nosi nazwę spoiny gorącej, zaś druga spoiny zimnej. Jeśli
temperatury obu spoin są różne, to na zaciskach elektrycznych pojawia się siła
termoelektryczna. Jej wartość zależy od materiału tworzącego termoogniwo i
od różnicy temperatur pomiędzy spoinami. Sprawność termoogniw wykonanych z
metali (stopów metali) nie jest większa
niż 2 ÷ 3%. Dwukrotnie większą sprawność (6
÷ 7%) uzyskuje się stosując półprzewodniki jako materiały składowe
termoogniwa. W generatorach RTG jako termoogniwa stosuje się pary półprzewodników
:

-
PbTe Ołów - Tellur
- praca do temperatury + 900oC;
-
SiGe Krzem - German
- praca do temperatury + 1500oC.

Pierwszym rodzajem generatorów
RTG stosowanych w latach 60 i 70 XX wieku były generatory SNAP (Systems
for Nuclear Auxiliary Power - Pomocniczy Nuklearny System Zasilania)
Stosowane były w misjach księżycowych Apollo (SNAP 27 - Apollo 12 ÷ 17, P = 70W ), w misjach międzyplanetarnych
Pioneer 10 i 11 (4 x SNAP 19, P = 40W )
i w misjach marsjańskich Vikinga 1 i 2 (2
x SNAP 19 ). Każdy SNAP składał się z pojemnika z materiałem
radioaktywnym otoczonym przez baterię złożoną z 442 termoogniw PbTe. Gorące
złącza termoogniw pracowały w temperaturze ok. + 600oC, zaś zimne
końce w temperaturze ok. + 275oC.

W latach 70 XX wieku wzrosła
złożoność systemów pokładowych statków kosmicznych i zapotrzebowanie na
energię elektryczną, dlatego też wprowadzono do użytku nową generację
generatorów RTG - MHW RTG (MultiHundred
Watt RTG). Paliwo jądrowe umieszczone było w 24 pojemnikach, otoczonych
przez 312 termoogniw SiGe. Moc elektryczna wynosiła ok. 157W przy sprawności
ok. 6,6 %. Gorące złącza termoogniw pracowały w temperaturze ok. + 1000oC,
zaś zimne końce w temperaturze ok. + 300oC. Generatory MHW RTG występują
na pokładach dwóch bliźniaczych sond międzyplanetarnych Voyager 1 i 2 (po
3 sztuki), które mimo upływu 25 lat od startu pracują do dzisiaj i
zapewniają zasilanie systemów pokładowych obu sond. Najnowszą generację
generatorów RTG stosowanych od lat 80 XX wieku do dzisiaj są generatory GPHS
RTG (General Purpose Heater System).
Generator GPHS RTG składa się z 18 niezależnych modułów wypełnionych
paliwem jądrowym (18 x 4 tabletki PuO2
o wadze ok. 150 g / każda), otoczonych przez baterię 576 termoogniw
SiGe (po 32 sztuki / moduł).
Generator GPHS RTG wytwarza ok. 300 W mocy elektrycznej przy sprawności ok. 7,6
%. Generatory GPHS RTG występują na pokładach sond międzyplanetarnych
Galileo (2 x GPHS RTG, Wenus, Jowisz), Ulysses
(1 x GPHS RTG, badanie obszarów polarnych
Słońca) i Cassini (3 x GPHS RTG,
Jowisz, Saturn - Tytan lipiec 2004 r.). Generatory RTG są stosowane w
sytuacjach, w których nie mogą być stosowane inne źródła energii
elektrycznej (baterie słoneczne, ogniwa
paliwowe, ...):

-
zbyt duża lub zbyt mała odległość od Słońca;
-
rejony silnej radiacji - Jowisz, burze piaskowe - Mars, ekstremalne różnice
temperatur - Księżyc;
-
praca w dowolnym położeniu przestrzennym;
-
bardzo
długi czas trwania misji kosmicznej (powyżej
10 lat).
Od połowy lat 60 XX wieku
rozpoczęły się eksperymenty z zastosowaniem generatorów jądrowych jako pokładowych
źródeł energii elektrycznej. Jako paliwo jądrowe stosowany był wzbogacony
izotop uranu U235 (≥
90%). Uran U235 wydziela olbrzymie ilości energii cieplnej (ok.
500 000 razy więcej niż analogiczna ilość plutonu Pu238), która
jest przetwarzana w energię elektryczną metodą statyczną

- termoogniwa i
technologia Thermionic (generator termoelektronowy) lub metodą dynamiczną -
cykle Braytona, Rankina, Kalina lub Stirlinga.
Pierwszy reaktor jądrowy SNAP 10 (sztuczny
satelita Ziemi - SNAPSHOT ) został wyniesiony na orbitę w kwietniu 1965
roku. Reaktor o mocy cieplnej ok. 46 kW (ok.
4,3 kg uranu U235) otoczony był przez baterię 3000 termoogniw
SiGe i wytwarzał ok. 600 W mocy elektrycznej. Reaktor pracował prawidłowo
przez 43 dni (awaria systemów pokładowych
sztucznego satelity). W latach 80 XX wieku w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto
prace projektowe nad reaktorem SP 100 (ok. 140 kg uranu U235) o mocy docelowej ok. 100 kW (ok.
825 kW przy użyciu technologii Stirling), który nie doczekał się
dotychczas praktycznej realizacji. W latach 60 XX wieku w byłym ZSRR rozpoczęto
intensywne prace projektowe nad zastosowaniem reaktorów jądrowych w technice
kosmicznej. Owocem tych badań była seria reaktorów jądrowych:
-
Romashka - 1965 ÷ 1967r.
PQ = 40 kW
PE = 0,8 kW
Przetwornik - termoogniwa;
-
RORSAT (Buk) - 1967
÷ 1988r. PQ
= 100 kW PE
= 4 kW Przetwornik
- termoogniwa;
-
TOPAZ I, II i III - 1987r.
PQ = 150 kW
PE = 6 kW
Przetwornik - Thermionic;

Zjawisko,
na którym opiera się praca generatora termojonowego (Technologia
Thermionic) jest podstawą działania lamp elektronowych. Efekt ten polega
na emisji elektronów z powierzchni rozżarzonego metalu (emitera). Ilość elektronów emitowanych zależy głównie od
materiału i od temperatury emitera. Część elektronów dociera do kolektora,
skąd przez obwód zewnętrzny (odbiorniki
energii elektrycznej) dociera do emitera. Emiter w elemencie paliwowym
Thermionic (TFE - Thermionic Fuel
Element) wykonany jest w postaci cylindra z wolframu lub molibdenu.

Wewnątrz
emitera znajduje się paliwo jądrowe w postaci dwóch tabletek UO2 (ok. 0,31 kg
93 ÷96 % U235). Ciepło wydzielane w wyniku reakcji
rozszczepiania uranu podgrzewa emiter do temperatury ok. ok. + 1500 ÷ 1700oC.
Emiter otoczony jest przez cylindryczny kolektor wykonany z niobu. Pomiędzy
elektrodami występuje szczelina wypełniona oparami cezu. Od obu elektrod
wyprowadzone są przewody elektryczne do podłączenia zewnętrznych odbiorników
energii elektrycznej. Kolektor otoczony jest warstwą izolatora i zewnętrzną
osłoną. W każdym elemencie paliwowym TFE znajduje się 79 par emiter -
kolektor połączonych równolegle. Przetwornik Thermionic pozwala uzyskać moc
wyjściową ok. 25 ÷ 40W z 1cm2 powierzchni emitera przy napięciu
wyjściowym ok. 0,7 V z jednego TFE. W reaktorze TOPAZ znajduje się 37 elementów
paliwowych TFE. Dodatkowo reaktor posiada pręty sterujące i kontrolne,
moderator, reflektor neutronów i system chłodzenia (płynny
NaK). Sprawność przetwarzania energii nie przekracza 10%, a czas pracy
elementów TFE nie przekracza 10 lat. Dynamiczne metody przetwarzania energii
cieplnej na elektryczną opierają się na przetworzeniu energii cieplnej
na energię mechaniczną i ponowne przetworzenie energii mechanicznej na energię
elektryczną. Proces ten przebiega w oparciu o Cykl Braytona (
η ~ 33% ), Rankina ( η ~ 27%
), Kalina ( η ~ 40% ) lub
technologię Stirling ( η ~ 34% ).
Przyszłościowe źródła energii elektrycznej
Obecnie prowadzi się intensywne prace nad nowymi źródłami
energii elektrycznej przeznaczonymi do zasilania statków kosmicznych.
Technologia AMTEC (Alkali Metal Thermal to Electric Conversion) wykorzystuje unikalne
własności ceramicznego stałego elektrolitu wykonanego z AlO2 (tzw.
BASE - β - Alumina Solid Electrolyte), który "przepuszcza"
przez siebie jony metali (+Na), stanowi zaś przeszkodę dla atomów. Energia
cieplna dostarczona z zewnętrznego źródła podgrzewa płynny sód do
temperatury parowania (parownik).
Atomy sodu pod wpływem różnicy ciśnień przechodzą przez BASE, gdzie są
"obdzierane" z elektronów i jako jony zbierają się na katodzie. Elektrony
zbierają się na anodzie, skąd są odprowadzane przez przewody elektryczne do
odbiorników energii elektrycznej, a następnie do katody, gdzie ponownie łaczą
się z jonami w atomy sodu. Sód jest skraplany w chłodnicy
skąd przez zespół kapliar wędrują ponownie do parownika. Technologia AMTEC
pozwala osiągnąć sprawność przetwarzania energii na poziomie 30 ÷ 40%.

Technologia
Stirling do przetwarzania energii wykorzystuje znany od kilkudziesięciu lat
silnik Stirlinga. Główną zaletą tego silnika jest jego wysoka sprawność
przy stosunkowo niskich temperaturach pracy, oraz prostota konstrukcji (m.in.
brak układu zapłonowego). Wewnątrz cylindra znajdują się dwa tłoki:
swobodny i roboczy. Tłok swobodny ma za zadanie przetłaczanie czynnika
roboczego (wodór, hel) pomiędzy
przestrzenią nad i pod tłokiem. Czynnik roboczy jest podgrzewany z zewnętrznego
źródła ciepła przez co wzrasta jego temperatura i ciśnienie. Ruch tłoka
swobodnego pociąga za sobą ruch tłoka roboczego połączonego z zewnętrznym
odbiornikiem energii mechanicznej (generator
elektryczny, ...). Technologia Flywheel wykorzystuje możliwość
gromadzenia energii mechanicznej z wykorzystaniem wirującej masy. W czasie, gdy
statek kosmiczny znajduje się np. na oświetlonej stronie Ziemi, zasilanie
odbiorników pokładowych zapewniają baterie słoneczne. Dodatkowo część
energii elektrycznej zasila generator - silnik, który "rozkręca" wirującą
masę. W czasie, gdy statek kosmiczny znajduje się w cieniu Ziemi, a baterie
słoneczne stają się nieużyteczne, wtedy właśnie energia zgromadzona w
postaci energii kinetycznej wirującej masy napędza generator - silnik, który
wytwarza energię elektryczną. Prototypowy Flywheel ma zostać zainstalowany na
pokładzie
międzynarodowej stacji kosmicznej Alfa 1. Technologia Termophotovoltaics
wykorzystuje ogniwa słoneczne o maksimum czułości widmowej w cieplnym
zakresie promieniowania podczerwonego. Jądrowe źródło ciepła otoczone jest
baterią ogniw słonecznych, które przetwarzają energię cieplną bezpośrednio
w energią elektryczną. Główny problem stanowi opracowanie odpowiednio
efektywnych
baterii słonecznych,
odpornych na promieniowanie jonizujące emitowane przez jądrowe źródła ciepła.
Zasilanie mikrofalowe (Microvawe Power
System) projektowane jest do zasilania statków kosmicznych
znajdujących się na orbicie wokółziemskiej, wokółksiężycowej lub w
drodze na Księżyc. Skoncentrowana wiązka mikrofal emitowana jest z
powierzchni Ziemi (Księżyca) w
kierunku statków kosmicznych. Systemy emiterów na powierzchni Ziemi, Księżyca
zasilane mogą być z reaktorów jądrowych, baterii ogniw słonecznych,...
Odmianą zasilania mikrofalowego jest zasilanie wiązkowe (Beamed
Power System), gdzie z powierzchni Ziemi, Księżyca w kierunku statku
kosmicznego emitowana jest wiązka laserowa. Wiązka ta trafia na powierzchnię
ogniw słonecznych na powierzchni statku kosmicznego, gdzie zamieniona zastaje
na energię elektryczną. Najbardziej futurystycznym projektem zasilania statków
kosmicznych jest zasilanie elektrodynamiczne (Electrodynamic Power System). Za statkiem kosmicznym w ziemskim
polu magnetycznym "ciągnie się" przewód elektryczny o długości kilku,
kilkunastu kilometrów. Na końcach przewodu występuje różnica potencjałów
o wartości setek, tysięcy wolt. Na końcach przewodu o długości 1000 metrów
przemieszczanego w ziemskim polu magnetycznym (B = 6,5 x 10 -5 T) z prędkością 7,9 km / s (I
prędkość kosmiczna) pojawi się różnica potencjałów o wartości ok.
500 V (wartość teoretyczna).

Przedstawione przykłady
istniejących i projektowanych systemów zasilania energią elektryczną statków
kosmicznych nie wyczerpują całości problemu. W czasie długotrwałych misji
kosmicznych najbardziej ekonomicznym źródłem zasilania wydają się być
reaktory jądrowe, jednak problemy z odpowiednim ekranowaniem reaktora, uniemożliwiają
obecnie stosowanie tego rodzaju urządzeń w misjach załogowych. Główny
problem w rozwoju nowoczesnych źródeł zasilania stanowi bariera
technologiczna i materiałowa. Generatory magnetogazodynamiczne (MGD)
projektowane i planowane w latach 60 XX wieku jako przyszłościowe źródła
energii elektrycznej dla statków kosmicznych nie znalazły szerokiego
zastosowania. Nie powstały do dziś materiały zdolne przez lata do
przenoszenia bardzo dużych obciążeń termicznych (w temperaturach do + 5000 OC). Postęp technologiczny w
produkcji materiałów dielektrycznych doprowadził do powstania tzw.
superkondensatorów. S. o pojemnościach rzędu tysięcy faradów, posiadają dużo
większą gęstość gromadzenia energii niż akumulatory, przy jednocześnie dużo
mniejszej masie. S. z powodzeniem zastępują akumulatory w systemach zasilania
małych mocy. S. stosowane są obecnie na pokładzie sond międzyplanetarnych
Galileo, Ulysses i Cassini jako element systemu zasilania współpracujący z
generatorem radioizotopowym GPHS - RTG. Osobiście uważam, że naukowcy nie
postawili jeszcze kropki nad "i". Cały czas w laboratoriach badawczych i w
czasie lotów kosmicznych prowadzi się testy nowych źródeł i systemów
zasilania energią elektryczną. Dlatego też w ciągu najbliższych lat mogą
pojawić się nowe, doskonalsze i bardziej efektywne źródła i systemy
zasilania energia elektryczną statków kosmicznych.

autor: mgr
inż. Adam JAROSZEWICZ
Promocje:
|