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GOES-R卫星太阳能帆板二次展开
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卫星太阳能帆板的动力特性分析
随着卫星承担任务的日益增加，作为卫星最主要的供电设备，卫星太阳能帆板的应用也日趋增多。而当卫星在轨飞行时，若太阳能帆板受到外界扰动，如微粒子流或宇宙风等，就会产生振动，这对卫星的姿态稳定性与空间定位和太阳能帆板的寿命都会产生很大的影响，甚至可能会损坏结构中的仪器。所以对卫星太阳能帆板进行动力学分析是卫星研究的一项重要工作。　　本文以我国的“东方红三号”卫星为原型，以挠性卫星太阳能帆板为研究对象，研究了卫星空间在轨飞行过程中太阳能帆板的固有特性，建立了太阳能帆板的动力学模型，通过多种动态载荷下的力学分析，研究了太阳能帆板空间在轨飞行中的动力学行为。　　首先，本文将卫星太阳能帆板简化为悬臂梁模型，运用结构动力学的理论计算方法对悬臂梁的固有频率、模态进行了理论计算，并将ANSYS的仿真计算结果与之进行比较，验证了有限元建模方法、网格划分方式及计算方法的正确性。　　其次，参照实际太阳能帆板的材料及结构进行ANSYS建模，并对其进行了模态分析、简谐载荷下的动响应分析。　　最后，根据太阳能帆板在太空中的工作环境分析其实际所受随机载荷，并完成了在某随机载荷下，上述模型的动响应分析以及谱分析。
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万方数据电子出版社是因为本身供电重要还是太阳能帆板展开容易出错？
目前航天器使用的能源，主要包括太阳能、核能、以及发射时储存在压力容器中的高压气体等。几乎所有的卫星都以太阳能为主要的能量来源，为了能够在发射阶段和地影期间工作，会配备锂电池，称为二次能源。星上各种设备可能需要不同的电压，该项工作由供配电子系统的电源管理器负责搞定。在卫星上，卫星平台正常工作需要的能量少，但是对维持卫星正常工作必不可少，大头是有效载荷。比如通信卫星的有效载荷，特别是转发器这部分至少将消耗掉60%以上的能量。在卫星发射入轨阶段，为了能够把卫星放在整流罩里，太阳能帆板肯定是不能展开的。所以星箭分离后，卫星将依靠在地面充好电的电池维持正常工作，在这一段时间内，有效载荷一般是不开机的。但是，发一颗卫星肯定是要让它干活的，而且电池的容量有限，为了使卫星真正开始工作，那就必须尽快展开太阳能电池帆板，让卫星具备自主的能源供给能力，这之后才会逐步启动有效载荷。太阳能帆板一般由二至4块组成，发射前折叠后用弹簧压缩，再用火工机构将其锁紧。展开时，给火工机构指令，爆炸螺栓引爆，炸开锁紧机构，在弹簧力作用下自动将帆板展开。这一过程虽然看似简单，但是对于卫星进入真正的工作状态是非常重要的一个环节。各国都有失败案例，眼睁睁看着好好的卫星因为太阳能帆板不能打开而变成一颗垃圾卫星。太阳能帆板的顺利展开虽然并不能完全说明发射任务已经获得成功，但绝对是一个非常重要的里程碑事件，有了电，后续的工作可以慢慢来，心中不慌。要是帆板不能展开，看着电池剩余的能量一点点变少，你可以想象处坐在测控中心的人都是是什么心情。
卫星为了执行任务，需要消耗大量电能。例如，美国GPS卫星为了满足星地信号转发能力，需要13.4平方米的太阳能帆板，供电功率1136W。&br&&/p&&p&卫星的电源主要有以下几种：&img src=&/4ef71f908d714c4ce810f3c924f6db4f_b.jpg& data-rawwidth=&272& data-rawheight=&224& class=&content_image& width=&272&&&/p&&p&
可见，在有限的发射重量约束下，为了满足大功率的负载的长期工作，太阳能电池最合理的选择。事实上，如今在轨的航天器用太阳能占了多数，达到90%的发电比例。这里面还涉及到各电源分系统的配合，昼夜充放电的和动态性能和稳定性等问题，在此不展开。我要说明的是，太阳能电池是保证卫星正常运行的关键部件。&/p&&p&
早期的航天器上的太阳能电池是设置在航天器表面上，主要用于很多早期较小型的卫星。这种卫星一般是功率要求比较低而且是自旋稳定的。这种情况下的太阳能帆板的利用率很低，而且有最大输出功率的限制，但是这种太阳能帆板相对于可展开的种类比较简单，危险性小甚至没有危险。&br&&/p&&p&东方红二号卫星&/p&&img src=&/edf94cc7c9bc_b.jpg& data-rawwidth=&185& data-rawheight=&338& class=&content_image& width=&185&&&p&
随着航天器的发展，电能消耗的增加，对卫星的质量利用率要求更高，发展了可展开的太阳能帆板。一般情况下，折叠是太阳能帆板分布于卫星沿轨道飞行方向两侧。太阳能帆板依靠压紧机构收拢折叠与卫星本体侧壁上，当卫星入轨后，连接压紧机构的爆炸螺栓起爆，铰链内的驱动扭簧使各板展开，最后成一个平面。&/p&&p&&img src=&/2cd81971f0_b.jpg& data-rawwidth=&312& data-rawheight=&176& class=&content_image& width=&312&&
但是随之而来问题是展开过程的风险（日在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射升空，11月28日，鑫诺卫星通信公司正式宣布：10月29日发射的中国第一代通信广播卫星“鑫诺二号”发生技术故障，致使太阳帆板二次展开和通信天线展开未能完成，现已成为太空垃圾。）&br&&/p&&p&
大多数爆炸螺栓的外观和普通螺栓相差不多，不同的是在螺栓内部设计有一个空腔，容纳一定数量的起爆装药和引爆装置。引爆装置接收到动作信号之后点燃装药，将整个螺栓切断成2-3部分。&br&&/p&&img src=&/066cf45ae3f751f5bc7c3_b.jpg& data-rawwidth=&150& data-rawheight=&88& class=&content_image& width=&150&&&p&爆炸螺栓属于火工品，没法提前测试检验。一般测试方法是，把同一批次的剩余的所有产品检验没有问题才敢使用，选好以后全程严格控制保存条件。即使这样，对那些螺栓心里还是没底。为了保证可靠性，航天器一般会有冗余备份系统。爆炸螺栓一般有多重保险，防止提前起爆。同时配有多道引信保证起爆，但万一螺栓还是没有断开，就没有任何补救措施了。&/p&
航天器结构复杂、造价高昂，而且我国的航天事业背负着全国人民的期望，因此每一位航天工作者在发射前都背负着很大的心理压力，每一个关键节点成功都至关重要。在发射指挥现场，你会真切地体会到那股紧张严肃的气氛。希望大家关注支持我国的航天事业，支持航天工作者。
卫星为了执行任务，需要消耗大量电能。例如，美国GPS卫星为了满足星地信号转发能力，需要13.4平方米的太阳能帆板，供电功率1136W。卫星的电源主要有以下几种： 可见，在有限的发射重量约束下，为了满足大功率的负载的长期工作，太阳能电池最合理的选择。事…
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航空航天工程师、星际旅行客、宇宙的歌者最具影响力军事论坛-超级大本营军事论坛欢迎你！超然物外，有容乃大。
太阳能热发电
太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。80年代以来美、欧、澳等国相继建立起不同型式的示范装置，促进了热发电技术的发展。世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。
1）槽式线聚焦系统
该系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热，在换热器内产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。Luz公司1980年开始开发此类热发电系统，5年后实现了商业化。1985年起先后在美国加州的Mojave沙漠上建成9个发电装置，总容量354MW，年发电总量10.8亿kWh。9个电站都与南加州爱堤生电力公司联网。随着技术不断发展，系统效率由起初的11.5％ 提高到13.6％。建造费用由5976美元/kW降低到3011美元/kW，发电成本由26.3美分/kWh降低到12美分/kWh。
2）塔式系统
塔式太阳能热发电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温。
80年代初，美国在南加州建成第一座塔式太阳发电系统装置－Solar One。起初，太阳塔采用水－蒸汽系统，发电功率为10MW。1992年，Solar One经过改装，用于示范熔盐接收器和储热系统。由于增加了储热系统，使太阳塔输送电能的负载因子可高达65%。熔盐在接收器内由288℃加热到565℃，然后用于发电。第二座太阳塔Solar Two于1996年开始发电，计划试运行三年，然后进行评估。Solar Two发电的实践不仅证明熔盐技术的正确性，而且将进一步加速30-200MW范围的塔式太阳能热发电系统的商业化。
以色列Weizmanm科学研究所最近正在对塔式系统进行改进。利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光反射到固定在塔的顶部的初级反射镜——抛物镜上，然后由初级反射镜将阳光向下反射到位于它下面的次级反射镜——复合抛物聚光器（CPC），最后由CPC将阳光聚焦在其底部的接收器上。通过接收器的气体被加热到1200℃，推动一台汽轮发电机组，500℃左右的排气再用于推动另一台汽轮发电机组，从而使系统的总发电效率可达到25-28%。由于次级反射镜接收到很强的反射辐射能，因而CPC必须进行水冷。整个实验仍处于安装、调试阶段。
3）碟式系统
抛物面反射镜/斯特林系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动发动机进行发电。
美国热发电计划与Cummins公司合作，1991年开始开发商用的7kW碟式/斯特林发电系统，5年投入经费1800万美元。1996年Cummins向电力部门和工业用户交付7台碟式发电系统，计划1997年生产25台以上。Cummins预计10年后年生产超过1000台。该种系统适用于边远地区独立电站。
美国热发电计划还同时开发25kW的碟式发电系统。25kW是经济规模，因此成本更加低廉，而且适用于更大规模的离网和并网应用。1996年在电力部门进行实验，1997年开始运行。
由于碟式/斯特林系统光学效率高，启动损失小，效率高达29%，在三类系统中位居首位。
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汽轮发电太复杂，而且危险。要达到一定功率的汽轮机体积不能太小，重量也是个问题。汽轮机运动部件多，容易产生故障。而且维修汽轮机可不简单，维修期间的电力供应怎么解决？汽轮机工质要达到一定的高温高压，万一发生泄漏，高温高压的蒸汽会迅速冲满狭小的空间，如何解决？就像高温气冷核反应堆不适合核潜艇一样，在狭小空间里不适合使用高温高压动力部件
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汽轮机可以做的很小的，航空发动机和汽轮机采用的是一个原理。汽轮机小型化不是问题。
如果担心爆炸的话，太空站维持也少不了推进剂，也会爆炸。另外，汽轮机制造也是成熟技术，不用那么担心吧。
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摘抄一些文章，关于电热发电的。其中，有利用碱金属热电进行电热转换的，而且，可靠性和体积功能都不错，大家参考。链接如下
1、在太阳热发电系统中采用直接发电器件的可行性
碱金属热电转换器是四种直接发电器件中最年轻的分支，它的概念提出于1968年，大的经过十年的探索，完成了原理试验，建立了基本理论，并且以效率19％，功率密度1.1瓦/[厘米]的实验成果验证了理论的可靠性。
除了无运动部件、无声、无需维护之外，碱金属热转换器是一种低电压面积型器件,功率密度可达0.5~ 1．0瓦（厘米）2，比普通先伏电池的高；可以靠模块组合构成不同规模的发电装置，而且能量转换效率与装置容量无关。
2、点聚焦太阳热直接发电系统主要部件的发展状况
1）美国在该领域所取得的成果有：
36管实验装置发电1千瓦；
用电磁泵加压的实验装置连续发电14000小时；
用毛细芯加压的模块式器件连续稳定发电11000小时；
AMPS公司的功率4瓦的器件已进入试生产阶段。
AMPS公司还对燃烧加热，电功率35千瓦的碱金属热电转换装置进行了设计研究，结果表明,35 千瓦系统的尺寸仅为0．7立方米，燃烧加热的装置每千瓦的价格约为650美元。
2）中国的发展
中国科学院电工研究所和上海硅酸盐研究所是国内从事碱金属热电转换器研究的主要单位,上硅所主要从事β&A12O3，管材的研制，用于钠-硫电池的管材己达到国际先进水平。电工所则进行发电装置的关键技术研究和发电系统的设计研究，已经建立了热电直接发电器件实验室和必要的工艺设备，单管实验装置已经达到重复运行多次、累计发电2小时、峰值输出885瓦、功率密度0。9瓦／（厘米）2的水平。
太阳热发电系统的并网运行也是降低系统成本的可取途径。我们对电功率10千瓦的点聚焦太阳热直接发电装置技术经济指标所作的初步估计表明，系统净效率可达24％，到2010年每千瓦的成本不超过人民币20000元，同光伏发电相比具有显然的竞争能力。
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其实，还有斯特林发动机可以小型化，单位功率高，只不过工作压力好像有点高，但俺觉得也是可以采用的。而且功率转换效率最高达到了30%。
不过斯特林发动机做热机好像有点重，但这个技术已经比较成熟。
下面同样是摘的东西：
“太阳热发电枝木的现状可以美国的动向为代表。除了已经提到的槽式线聚焦系统，还有用定日镜聚光的塔式系统以及采用旋转抛物面聚光镜的点聚焦一斯特体系统。大家知道，线聚焦系统和点聚焦系统都取得过举世瞩目的成果，特别是麦道公司研制的点聚焦一斯特林系统曾经创下了转换效率接近30%的记录.”
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许多人提到了利用电力卫星然后利用微波来传输，微波传输有目前主要的问题是能量损耗大，传输效率才45%，损失了55%的电力。
其实，镜子卫星和太空站的发电机设备结合，事实上相当于把地面的点聚焦太阳能热发电搬到了太空，从效率上能够与太阳能电池相比，在造价上，比太阳能电池低。重量不知道会不会低，但至少比地面低，因为不需要考虑风和重力支撑等问题。
关键的一点是，镜子卫星将太阳光聚焦后传输到太空站时能量效率很高，而电力卫星则实现不了。
从上面角度来看，俺觉得在太空中利用太阳能热发电技术，还是有可能的。
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再看一个报道，关于上海711所建设的斯特林发动机。
“上海７１１研究所研制的这种斯特林热气机，是一种具有国际水准的科研新成果。它有分别带动２０千瓦和１００千瓦发电机的不同机型，其优点是，既可以使用天然气、柴油、太阳能，又可使用其它固体燃料作动力进行发电，而排放的污染气体比目前市面上的其它发动机都要小，达到欧洲排放标准。
　　这种热气机体积一般只有４个家用冰箱那么大。用它发电噪音小、振动小，特别适合城市医院、宾馆、学校、居民小区建小型自配发电站，减轻城市缺电压力。”
从上面报道来看，似乎体积不大，考虑到传统斯特林发动机需要燃烧其他物质，在太空用太阳能替代，那么单纯斯特林发动机重量并不重多少。
目前国际空间站的电力是110千瓦，斯特林发动机国内已经做到50千瓦，如果要达到国际空间站的需要，可以是两个50千瓦，然后用两个镜子卫星来提供太阳光聚焦，总重量不知道会怎样。
从目前国际空间站的重量来看，P6 衍架及太阳能电池板的重量达到了15,900千克，Z1 衍架桁架重8,755千克，S0衍架重13,970千克，S1衍架重12,598千克，P1衍架重12,598，总重量达到63.8吨。这个重量估计安装斯特林发动机和布置镜子卫星，将能量达到110千瓦，可能也差不多了吧。
当然桁架功能不光是安装电池帆板，还有挂太空舱功能。但综合考虑，俺觉得采用镜子和斯特林发动发电，还是有机会比一比的。
下面是国际空间站的一些资料：
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看看蝶式太阳热发电系统：
盘式（又称碟式）太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能动力系统。近年来，盘式太阳能热发电系统主要开发单位功率质量比更小的空间电源。盘式太阳能热发电系统应用于空间，与光伏发电系统相比，具有气动阻力低、发射质量小和运行费用便宜等优点，美国从1988年开始进行可行性研究，计划在近期进行发射试验。例如，1983年美国加州喷气推进试验室完成的盘式斯特林太阳能热发电系统，其聚光器直径为11m，最大发电功率为24.6 kW，转换效率为29%。1992年德国一家工程公司开发的一种盘式斯特林太阳能热发电系统的发电功率为9kW，到1995年3月底，累计运行了17000h，峰值净效率20%，月净效率16%，该公司计划用100台这样的发电系统组建一座MW的盘式太阳能热发电示范电站。
其实，将中间的那个斯特林发动机用一个反射镜来替代，将光反射到太空站的斯特林发动机进行发电，就可以实现。
俺的设想可真的具有一定现实性，由于太空中镜子不需要很重的支撑，所以系统总重量可以减轻不少，前面也可以看到其相对太阳能电池的优势。
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前面看到，蝶式太阳能热发电能够用于太空，并且做了试验，最终为什么没有用呢？俺分析如下：
1、斯特林发动机在太空中工作寿命
&&地面能够斯特林发动机工作环境与太空相差太大，工作环境问题不好解决，直接限制了斯特林发动机在太空中的工作寿命。
2、无法维护
& &显然对于复杂机械，最佳的方法是进行维护，通过维护解决工作寿命问题，维护通常需要人员参与，但在太空中，如果是卫星，无法进行斯特林发动机的维护。
以上这两个限制条件，当把斯特林发动机安装到太空站上时，问题就迎刃而解了，首先是能够进行维护，从而延长寿命，保证正常使用。
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至于前面有人提到发动机维护时的电力供应问题，很好解决：
1、太空站总的有自备的太阳能电池吧，通过这个可以备用。
2、太空站可以装2个以上的斯特林发动机，实现冗余备份。
3、太空站无论如何是需要蓄电池的，蓄电池也可以储电。
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从上面的帖子的图可以看出，多个蝶式太阳能热发电装置可以组成很大的供电系统，这是可以工业化的东西。而太阳能电池则没有这样的应用，因为太阳能这样布置，不是很现实。这也反应出大规模应用中，太阳能热发电系统相对太阳能帆板的优势。
& &相比与卫星而言，太空站的电力需要要大很多，太空站可以看作是地面的大规模应用，而卫星可以看作是小规模应用。从这方面对比来看，太空站应用太阳能热发电比太阳能帆板更体现出规模优势。
& &由于太空站能够解决斯特林发动机的维护问题，而反射镜几乎不需要维护，所以基本能够解决太阳能热发电不能在太空的问题，从而让整个应用更实际。
& &影响整个方案可行性的，主要就是斯特林发动机的重量了。我们知道，汽车上的75千瓦柴油发动机没有多重，斯特林发动机系统当然要重一些，因为它要包含工质，但其整个系统重量再重，也不会重到十倍吧（俺心里没有底）。车用柴油机重量在几百公斤所有，十倍也就是几吨左右，这样的重量，是可以考虑在太空站上安装的。
只有能够证明重量没有什么劣势，而且能够进行维护，那么这个设想，真的就可行了。
大家看看还有什么地方有问题。欢迎拍砖！
这个设想虽然不如登月之类的那么让人动心，但如果能够真的现实可行的话，将会对我们的太空站建设起到不小的作用：要么降低建设成本，要么不降低预算，可以将太空站规模扩大。
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俺的设想是塔式和碟式的混合：镜子卫星（碟式）聚集太阳光，但不发电，将太阳光转到太空站上发电（塔式的塔顶）。
下面再贴塔式发电的图片。
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大家看还有什么问题？
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呜呼哀哉，现在成了鄙人的独角戏了！
大家以前不是为太空站是否用桁架、航天飞机还是飞船有用和如何建设太空站争论不已，但对于现在这个真正有可能解决太空站电力问题，并且有可能避免负责的桁架结构却华丽的无视了！
呜呼哀哉！大家不欣赏可以，扔个砖头也行啊！莫非连看都看不懂？
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为啥不用更先进的磁流体发电啊，同样利用热能，结构简单啊。
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就算用气轮机，结构也会比斯特林发动机简单……
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磁流体发电需要高达2000K以上的高温产生电离，太阳能聚焦不知道能否达到这样的高温。即使达到这样的高温，通过镜子卫星转到太空站，也会比较麻烦。
如果磁流体发电是可行的话，现在的太阳能热发电就应该用这个系统，但目前好像还没有这样用。倒是前面提到的碱金属直接发电俺觉得比磁流体发电更有可能。
用斯特林发动机是因为其内循环特性，单纯汽轮机看似较小，但加上工作工质和管道，就不见得小了。另外，俺查找的各种资料，关于小型太阳能热发电系统，用斯特林发动机的还是较多，只有大型的才用汽轮机。
其实，关于利用什么样的发动机发电，俺觉得无所谓，只要合适就行。
俺主要是提这个思路，即通过镜子卫星收集阳光，在太空站上发电，避免复杂的桁架问题，也能提供充足的电力供应。
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比较有意思，但问题是如果镜子做大了一样要用衍架伸出去:o
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镜子最好采用镀铝的轻质膜结构，伞形骨架支撑
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是镜子卫星，镜子卫星距离太空站在安全距离，譬如几千米。
镜子卫星与太空站之间不需要桁架。
镜子卫星本身的镜面打开当然需要支撑，但会比太阳能电池帆板要求可能低一些，因为太阳能电池厚度在那里，镜子可以用很薄的东西来制造，当然在进行转向调整时也能实现指向阳光的调整。
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从规模角度而言，太空站规模越大，通过镜子卫星发电可可行性就越高，也更经济。
可以设想一下，把现在的国际空间站规模扩大一倍，会需要更多的的桁架和太阳电池，扩充和搭建起来都很不容易，需要多次太空行走或者类似航天飞机之类的运载工具，并提供机械臂才能做到。如果太阳能电池帆板出现问题，维护也很麻烦。
利用镜子卫星，镜子本身几乎不需要维护，成本也低，如果需要增加电力，发射新的镜子卫星，增加发电设备即可。规模越大，进行增加也更简便，维护也更容易。
俺觉得，如果真的将这个方案实用化，尤其是能够解决用碱金属发电的话，太空站的建设的电力供应会大大简化，从而降低整个建站成本，让其更实用。
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如果碱金属热电转换器能够实用化的话，可以让这个设想的成功性会增加很多，而且付出的重量代价几乎可以不计。下面有一个数据表明，35千瓦的碱金属热电转换器体积才0.7立方米，由于是薄管结构，加上工质多为钠，其重量在2吨以下，甚至不超过1吨。这样的成本代价，相比太阳能帆板而言，真的可以接受。
详细情况参见下面资料。
碱金属热电转换器
& &碱金属热电转换是利用”- Al2O3固体电解质的离子导电性、用钠作工质，以热再生浓度差电池过程为工作原理的热电能量直接转换新技术。碱金属热电转换器
(Alkali Metal Thermal to Electric Converter, AMTEC)则是一种面积型发电器件，它无运动部件、无噪声、无需维护，可以和温度在600° C至900° C范围任何形式的热源相
结合，构成模块组合式发电装置，满足不同容量负载的要求，热电转换效率可超过30%，而且具有排热温度较高(300°C上下)的特点。
二、碱金属热电转换器的工作原理及发展概况
九十年代起，美国先进模块电源系统( AMPS) 公司则以令人瞩目的研究成果大大推动了AMTEC商用化的进程。用5至7根直径7毫米”- Al2O3管构成的器件已经在AMPS公司进行
试生产，器件单元输出4瓦左右，其应用领域为空间电源、余热发电和热电联产等等。
　　AMPS公司制作的单管器件进行模拟试验：在多管单元运行特性研究和可靠性试验的基础上，AMPS设计了净输出500瓦的AMTEC装置作为住户微型热电联产系统的原型；与此同
时，他们正在为欧洲的公司制造容量为350瓦、利用供暖锅炉余热的发电装置原型，并进行了35千瓦系统的设计研究，初步结果表明，35千瓦系统的尺寸仅为0.7立方米。
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镜子发射的光线始终对准空间站某一位置就是个问题——这个问题不好解决。
距离越远越难做到，因为轨道高度时刻都在衰减，也就是卫星与空间站相对姿态也是时刻都在变化着的。
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控制是个问题，俺的解决办法是：激光测距和专门的聚焦镜头。
将镜子卫星的的光聚集后，采用类似现在的单反相机照相机的技术，将阳光经过镜子转折后射向太空站，中间加上一些进行调焦的镜头。通过激光测距和定向，将阳光聚焦到太空站发电设备上就行。
至于轨道下降，无论是卫星还是太空站，都要进行轨道维持。由于卫星本身重量不重，采用离子火箭进行轨道维持也还可行。太空站就只能依靠化学发动机了。如果太空站发电能力足够的话，可以用离子火箭来维持太空站轨道也是有可能的。
轨道维持了，加上灵活的对聚焦系统，应该可以解决问题吧！
[ 本帖最后由 TSQ 于
14:31 编辑 ]
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斯特林和涡轮机本质上都是外燃，所以都需要冷却循环工质，所以，管道都是少不了的。
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那个大镜子也有不少问题，比如受热变形导致焦点转移等情况出现……
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斯特林还是汽轮机结构复杂，要看系统规模。
正如活塞内燃机与涡轮发动机相比，活塞发动机是密闭膨胀做功，而涡轮是靠空气流动和膨胀做功。在小功率情况下，内燃机的结构并不比涡轮发动机复杂多少，而随着功率增大，汽轮机的单位体积的功率逐渐超过活塞内燃机，到发电厂级的机器，活塞式几乎无法应用。
现在已有的小功率太阳能热发电系统选择了斯特林发动机，也表明了选择斯特林是合适的。
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关于受热变形造成焦点变化的问题，这是设计中就要考虑的补偿措施。具体设计上，俺讲一些不成熟的想法：
譬如抛物面受热变形，如果指向太阳比较准确的话，变形是比较对称的，在抛物面的焦点附近，可以再放一个小的抛物面，这个小的抛物面再经过微调来修正大的抛物面的变形造成的焦点移动。
其实这些光学技术在镜头场合用得不少，只不过将镜头变成抛物面了而已。
如果要想办法，总归是会有的。
传输光能还有的办法是通过光纤，光纤周围由高反射率的东西包裹，光纤出口通过镜头调焦，然后投射到远距离，也可以解决一些问题。
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越搞越复杂了。。。。。就算国际空间站，耗电不过是百千瓦级别，连汽轮机都出来了:L
不就是几千平方的太阳能板的部署问题嘛。。。。不用想太远
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俺刚开始也想到汽轮机，事实上现在用斯特林发动机较多。
当电力供应需要较多时，看看国际太空站的桁架重量和太阳能电池帆板重量，就知道很可观了。现在知道的桁架重量加上太阳能帆板重量达60多吨，不少吧。而且这个复杂的桁架结构，要靠多次太空行走才能搭建好，总的费用可不低啊！
其实，俺前面也提到了碱金属太阳能发电转换器，体积小，35千瓦体积预估是0.7立方米，重量自然也不重，结构简单，免维护。加上结构不复杂的镜子卫星，多好的组合啊！
碱金属太阳能发电转换器结合镜子卫星，不需要复杂的桁架和太空行走，整体造价会比太阳能电池帆板低，也便于搭建，也便于扩展增加电力供应。如果是桁架结构，可就难办了。
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直接上空间小型核反应堆,反正未来火星载人基地(由于太阳距离更远与风暴堪多,火星基地使用太阳能很难)甚至月面基地都用得到.反正迟早也得搞,干脆一了百了.如果用完了可以用火箭推向更高的地球轨道,也可以使用反卫星导弹O掉.
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用核反应堆，难啊！也不安全。
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变形未必是均匀的，有可能部分镜面被遮挡造成不均匀形变，，必须考虑自适应调整……
这样一来，镜面系统的问题又变得复杂了……
还不如回到太阳能电池了……要不就核电池……
那个镜面ms用柔性材料已经不大可能了……用刚性就要付出重量代价……
得不偿失啊。
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星际探测飞行,内行星轨道可以使用太阳能与及核能(尤利西斯太阳探测器就是),外行星轨道就只能利用核能了.事实上无论是卡西尼\新地平线飞船都是利用核热电发生器,也不见发生多大的事.因此设计空间飞行器,能源设计必须讲求通用化原则,我始终觉得核能就是一条好出路,如果用多了,经验足够危险程度是非常小的,由其是深空探测,除核能外别无他法.因此中国应该在这方面有所作为,尽早摸索出一条路来,而且这个东东对于电力需求极大的特种军事卫星很有用(如苏联的海洋侦察卫星).
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原帖由 Ghost007a 于
22:22 发表
变形未必是均匀的，有可能部分镜面被遮挡造成不均匀形变，，必须考虑自适应调整……
这样一来，镜面系统的问题又变得复杂了……
还不如回到太阳能电池了……要不就核电池……
那个镜面ms用柔性材料已经不大可能了 ...
不会这么严重吗，可以选择对温度不敏感的材料制作。另外即使变形，只要大的聚焦点变化不大，经过调整后还是可以用的，设计时就应该考虑一些冗余度的。
将太阳能热发电用在太空上可不止俺一个人的想法，美国、日本都有，只不过现在碱金属发电不需要维护，但目前不成熟，成熟的斯特林发动机又需要维护，发射单纯的太阳能斯特林发电卫星缺少维护是难以长久的。而太空站长驻人，为使用较成熟的斯特林发动机提供了基础。
可以先用斯特林发动，等碱金属发电成熟后在替换，镜子部分能够重复使用。
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在未来相当长的时间内，小型化核电站的技术，用于太空都有相当的难度。
在近地轨道的东西没有搞明白之前，就进行行星际飞行实在是有去无回的冒险。
想想看，人们算过，从地球到火星，来回需要三个月，首先这三个月的太空医学问题需要解决。其次，由于运载能力始终无法达到一次就能进行星际飞行，必须进行太空组装，组装、测试、加注等各项工作一起，必须在太空搞一个巨大的太空站才能完成该工作。看看现在国际空间站的建设，已经让美俄都连声叫苦，中国要搞星际飞行，要花多少钱，多少年后才能可行呢？
鉴于科研是要靠实实在在的一步一个脚印，俺还是看先解决近地空间的问题，先将近地空间利用好，将太空环境研究好，然后再图远征。
近地空间研究，一个是通过卫星，另外一个就是通过太空站，而太空站建设，则成为进行星际飞行的第一块基石。
俺的这个设想，是从现有能力出发，根据今后十年我们可能的运载能力和可能的经济实力来预估太空站的建设规模。俺觉得，百吨级别的太空站是苏联在上实际80年代能达到的水平，当我们在2020年左右开始建设时，具有近地轨道运载能力达到50吨级别的火箭后，建设太空站就应该选择200吨级别，考虑到建设的难易程度，选择积木式。积木的缺点是供电不足，采用桁架带来了太空行走、组装等诸多问题。如果用镜子卫星加太阳能热发电，可以避免这些过程，重量上代价不大，总体建设成本较低，那该多好啊！
另外，俺坚持太空站优先于登月，太空站向内可以针对地球研究，向外可以针对太空压研究，这是人类进入太空的第一个跳板，这个一定要建设好。
在运载火箭上，俺认为发展长五到30吨左右的低轨道运载能力不是很好，因为在缺少再提升的空间，而500吨发动机组成的中型火箭，低运载能力可以与长五衔接，高运载能力可以用于登月。如果一次登月有需要的话，7台500吨发动机就能够达到登月需要的起飞推力，即3500吨。
所以，长五的概念虽然不错，通过组装实现多种运载能力的覆盖，但考虑到其发动机的能力，在20吨以内采用长五是不错的，超过20吨载荷，用长五就未必合适了。发展起飞推力在1000吨到2000吨推力的火箭，还是采用新的发动机为好，但可以采用长五的5米直径技术。
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空间中用热能发电是很困难的，这和地面的情形完全不同。在地面，所有热机都是开放式的，无论是活塞式或者涡轮式。但是在空间中，热工质必须是闭循环式的。如果要达到应有的功率，循环中必须要有一个可观的压差。
这就带来了一个问题，就是高压管道的问题，高压管道在先天上就有风险性。只要用高压管道，先天上就无法避免某个概率的风险，这种先天上的风险和航天飞机的并联式捆绑+低温燃料所带来的风险一样，都是先天性的，无法避免的。但是，如果使用太阳光发电，这种风险就完全不存在了。
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斯特林发动机是闭式循环，也比较安全，在很多地方都有使用，包括在潜艇上。
关于压差，不是大问题，通过阀门就可以实现，技术上都很成熟。
高压管道问题不是很大吧，现在这些制造技术也都很成熟，结合防护保护层，譬如航空发动机采用的防止叶片脱落的损坏技术，也能够解决一些问题。
另外，长远来讲，碱金属太阳热发电能够解决高压、体积、维护等方面问题，可以让其投入使用。
所以俺才提出，前期用斯特林发动机，碱金属技术成熟后，更换成碱金属技术。
这也是由于这个技术容易更新换代和扩容。如果出问题，无论是镜子卫星还是热发设备，都容易更换。譬如镜子卫星，首先结构简单，本身不容易坏，坏了就扔了，降低高度让其坠入大气层烧毁。如果是热发电设备更新换代，同样将已经不用的设备同样扔到大气层，更换成其他新一代设备。如果扩容，增加新的卫星和热发电设备，也很容易。
至于现在的太阳能帆板，要更新，就必须从桁架上卸载，并且再安装新的，要扩容，必须要加新的桁架，这些都需要太空行走才能完成，更新换代和扩容都比较麻烦。
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在太空,散热是个大问题啊.热机没有温差是难以运转的.需要装个大大的散热器才行.
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