太空飛行器中用於產生、貯存和分配電能的各種裝置。多數太空飛行器工作時間較長，要求電源的容量較大，電源重量約占整個太空飛行器重量的15%～25%。這些電源按能源不同分為：化學電源、太陽電池電源和核電源三類，其輸出電流經過變換器、穩壓器實現電壓/電流變換、變頻、穩壓，實現對地電絕緣和電源母線保護，同時消除來自電源母線的瞬態變化和電噪聲對用電設備的影響。配電器完成供電的分配。 太空飛行器電源系統的選擇決定於用電系統的工作壽命、負載特性和負載要求（平均負載和峰值負載）、太陽輻照情況、工作環境、重量、體積和結構等。
基本介紹
- 作者：（美）帕特爾（Patel,M.R.）
- 譯者：韓波等譯
- ISBN：978-7-80218-794-8
- 出版社：中國宇航出版社
- 出版時間： 2010年11月
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化學電源
早期發射的衛星多用化學電源，如鋅汞電池、鋅銀電池、鎘鎳電池。鋅汞電池放電電流小，工作電壓不平穩。鎘鎳電池能輸出較大的功率，但比能量略低。50～60年代的科學試驗衛星、空間探測器和返回型衛星多採用鋅銀電池，它的放電電流和比能量都很大（見火箭電源），是短期飛行太空飛行器的主要電源。載人飛船和太空梭多採用氫氧燃料電池，這種電源每組電池峰值功率高達12千瓦，無維護工作時間可達2500小時，並具有多次起動和停機功能。鎘鎳電池、鎘銀電池和鎳氫電池常用作為太陽電池陣的蓄能器。
太陽電池陣
在地球外層空間，太陽輻射強度（1360瓦/平方米）為地面的1.3～1.7倍。採用太陽電池可減輕太空飛行器重量，但必須與蓄電池一起組成太陽電池陣－蓄電池組電源系統(見太陽電池陣電源系統)才能解決太空飛行器進入陰影區時的供電問題。這種電源系統的工作壽命可長達10年，是地球軌道太空飛行器最常用的電源。世界上已發射的太空飛行器中用這種電源的約有60%，其中輸出功率最大的達23.2千瓦,太陽電池陣面積達266平方米。在空間探測器的飛行過程中，太陽光強會發生明顯的變化，影響太陽電池陣發電，在沒有陽光或光強極弱的場合不能使用這種電源,它僅限於在1.5個天文單位內飛行的行星際探測器上使用。
核電源
太空飛行器所用的核電源有放射性同位素溫差發電器、核反應堆溫差發電器和熱離子發電器，它們都是利用原子核的突變（裂變或衰變）所釋放的能量來發電的。這些能量以熱的形式輸出，由熱電轉換器轉換成電能。這種核電源壽命長、工作可靠、對核輻射、強帶電粒子場和微流星轟擊等的承受能力較強，常用於行星際探測器和部分軍用衛星。核電源價格昂貴且不安全。1978年和 1982年蘇聯的“宇宙”954號和“宇宙”1402號衛星再入大氣層後造成了放射性污染。美、蘇等國仍在繼續研製千瓦和數百千瓦級的核電源，以滿足功率消耗日益增長的需要。高效太陽電池、聚光太陽電池和反應堆核電源正在發展中。
圖書
基本
圖書名稱：《太空飛行器電源系統》
作者：（美）帕特爾（Patel,M.R.）著；韓波等譯
出版社：中國宇航出版社
出版時間： 2010年11月
ISBN：978-7-80218-794-8
前言
在過去的十年中，本書作者開設了一門為期3天的關於太空飛行器電源系統的繼續教育課程，在此基礎上形成本書。書中的素材主要是基於作者在通用電器公司（GeneralElectric）空間設計部門和洛克希德·馬丁公司（LockheedMartin）的空間系統部門所做的項目設計和深入研究。
太空飛行器電源系統在最近十年中經歷了巨大的發展，並將持續快速發展下去。適合工程技術人員使用的設計和分析方法已逐漸成為各個公司的需要。除了各種有限的會議出版物和一些零星書籍的部分章節涉及到這個龐大的學科之外，目前沒有任何一本書可以覆蓋整個太空飛行器電源系統的內容。電源系統的設計、分析和使用的各個方面都詳盡地囊括在本書當中，這是其他書所不具備的。書中涵蓋了能量轉換、能量儲存、功率調節、能量管理和運行操作的基礎知識，這些都將幫助工程技術人員在進行各種太空飛行器電源系統的設計和使用時占儘先機。
本書對太空飛行器電源系統的設計和開發人員、機械和航空學工程師、總工程師和項目管理者都有重要的幫助，可以直接作為參考書進行查閱，也可以作為本科或研究生的教材。本書讀者應具備大學以上水平的物理學和數學知識。儘管太空飛行器電源設計因為往往和具體任務相關而具有特殊性，書中還是針對某一類衛星列舉出了一些數據和曲線的代表值或平均值。
本書涵蓋了太空飛行器電源系統的各個方面，共27章，分為4篇。
第1篇：衛星概述、空間環境及其影響、電源系統的選擇、光伏電池系統、電源系統要求以及疊代設計。
第2篇：太陽電池陣、化學電池、電源電磁學、配電電纜、過載保護以及輔助設備。
第3篇：電源管理、動態性能和穩定性、電磁匹配、電子靜態放電、可靠性、降額、總裝和測試。
第4篇：諸如用於星際、深空探測的放射性同位素溫差電源等特種電源、具有交流發電機的高電壓/大功率熱動力系統、電推進、儲能飛輪和超導、燃料電池及微波束能量衛星。
由於書中提供的數據有多種來源，所以同時使用了國際單位和英制單位。本書給出了詳細的單位轉換表以及空間領域常用的專業術語縮寫對照表。
