Аккумуляторы используются на космических аппаратах в качестве средства хранения энергии. Первичные батареи содержат всю свою полезную энергию в собранном виде и могут быть только разряжены. Вторичные батареи могут быть перезаряжены от какого-либо другого источника энергии, например, солнечных панелей или радиоизотопной энергии ( РТГ ), и могут обеспечивать питание в периоды, когда космический аппарат находится вне прямого солнечного света. Аккумуляторы генерируют электрический ток в результате химической реакции.
Аккумуляторы для космических аппаратов должны быть герметичными для работы в вакууме. Они должны выдерживать ускорение запуска и вибрацию при достижении орбиты. Они должны быть способны работать в широком диапазоне температур и не должны выделять газы, которые могут вызвать коррозию космического аппарата, нарушить его траекторию или загрязнить приборы или системы жизнеобеспечения. Аккумуляторы для аппаратов, вращающихся вокруг Земли, также должны выдерживать высокий уровень ионизирующего излучения над щитом атмосферы Земли. Искусственные спутники, такие как спутники связи , требуют аккумуляторных систем, которые могут выдерживать тысячи циклов заряда и разряда в течение предполагаемого срока службы спутника. [2]
Первичные батареи используются для относительно краткосрочных задач. Ранние спутники имели проектный срок службы всего несколько недель или месяцев и могли нести достаточно первичных батарей, чтобы обеспечить требуемый срок службы. Более длительные задачи требуют перезаряжаемой системы, где солнечные элементы или радиоизотопный генератор могут обеспечить энергию для перезарядки батареи. Спутник, находящийся вблизи Земли, будет находиться в тени в течение половины каждой орбиты, и поэтому требует батарей для поддержания работы. Даже спутники на геосинхронной орбите испытывают регулярные «периоды затмения» различной продолжительности. Такие транспортные средства, как космический корабль «Аполлон» и космический челнок, требовали больше энергии, чем могли обеспечить батареи или солнечные панели, и поэтому полагались на водородные топливные элементы , чтобы обеспечить несколько киловатт энергии в течение сотен часов. [2]
Резервная батарея — это первичная батарея, которая сохраняет свои химические реагенты разделенными до тех пор, пока они не понадобятся. Это увеличивает срок службы батареи в режиме ожидания, поскольку побочные реакции не могут происходить, если электролит и электроды разделены. В другой форме электролит нагревается, чтобы стать проводящим во время работы. Такие батареи могут иметь короткий срок службы, но очень надежны после длительного хранения. Они используются в ракетах, которые имеют длительное время ожидания, или в космических зондах, которым требуется питание во время посадки на планету.
Бетавольтаические устройства также все чаще используются для питания микроэлектронных устройств в космосе, включая усилия НАСА по проведению наземных наблюдений за южным полюсом Луны с помощью автономных датчиков, работающих на батареях NanoTritium . [3]
В таблице ниже перечислены распространенные типы батарей, используемых в космосе.
