对卫星电池寿命的理解

对卫星电池寿命的理解

老师上课的时候曾经讲过一个关于电池寿命的问题：”对于卫星电池来说，是等其剩余电量用完之后充电还是始终让其剩余电量保持在一个较高的百分比，哪一个更有利于电池的寿命更长久？”对于这个问题，老师当时并没有明确指出哪一个对电池更好。这让我对于卫星电池寿命产生了一些兴趣，于是在网上查找了一些资料。

查找资料时发现很多关于国内卫星寿命较短的报道和评论。其中一篇报道中提及了影响卫星寿命的三大因素：第一大影响卫星寿命的因素是卫星本身；第二大影响卫星寿命的因素是空间环境；第三大影响卫星寿命的因素是轨道因素。我觉得这讲得很有道理，而且这三个因素都与电池寿命有着很大的关系。

对于卫星本身来说，卫星的各个系统如姿态与轨道控制系统、人控制系统等等，大多是用电、热和磁来控制的，所以说电是卫星中非常重要的能源。众所周知，现在社会中用电产品非常多，没有了电会使生活陷入混乱。卫星也是如此。如果卫星电池寿命终结了，那么将难以给卫星各个系统正常工作提高必要的电能，这样的话卫星变“瘫痪”了。所以说尽可能的是卫星电池寿命延长对于卫星来说是非常有必要的。

查找资料得知,现代卫星电池主要包括太阳能电池、各种蓄电池、燃料电池，等等。所用材料的元素主要有硅、氢、锂、镍、锌、锰、铅，等等。太阳能电池利用的是半导体p-n结将光能装换成电能的。而在宇宙空间中，磁场能量和太阳能一样也非常丰富。在科技发展的

过程中，人们逐渐发现更好的电池材料，是电池效率提高，使用寿命更长，对环境污染减小。因此我想，随着科技的发展与进步，有没有可能向太阳能电池那样，做出将磁场能量高效地装换成电能的电池或是帆板。这种电池相比太阳能电池有一个明显的优势，太阳能电池需要有置于卫星主体外的太阳能帆板，才能转换太阳能为电能；而这种电池却不需要，因为磁场可以透过介质传播，所以可以将其置于卫星内部。这样做可以减小其受损的几率，并且对于控制卫星的姿态和稳定有很大的优势。如此，使得电池的寿命能有较大程度的提高。

在宇宙空间中，磁场能量和太阳能一样也非常丰富而且不受时间和空间的限制。这比太阳能帆板的效率高出很多。太阳能受到制约的因素很多，一天之中不可能24小时都能转换能量，并且一年中工作效率高的天数大概在一半左右，不是很高。而磁场能在这一方面所受到的限制则比较小。

前面提到的空间环境对卫星寿命的影响，其中便有一部分是太阳能电池帆板的因素。在宇宙空间中，有着许多的太空垃圾，由于太阳能帆板的存在，且对于卫星主体来说帆板所占用的空间不可忽视，而导致卫星与太空垃圾撞上的几率提高了几倍左右。如果运用磁场能电池的话，便能基本上消除帆板带来的不利影响，从而使卫星的安全性得到有效的提高。

此外，磁场能电池能使轨道因素对电池的影响大大减小。轨道的位置使卫星的位置确定，只能够在一定程度上调整太阳能帆板的姿态，并且由于光是延直线传播的，所以太阳能帆板可以利用的太阳能基本

上也以确定；而磁场却没有这种限制。

由此以上三点可以得到一个结论：利用磁场能比太阳能的卫星电池更加高效可靠。

不过，这种磁场能电池只是我的设想而已。虽然由于电磁感应定律的发现使得现在将磁场能转换成电能的技术越来越成熟，但想要使之能应用到航天领域中还需要很长一段时间。不过我相信经过技术的不断进步，是有可能实现的，卫星电池的寿命将不再是制约卫星整体性能的因素。

参考文献：中国航天科技集团公司《人造卫星的寿命取决于哪些因素？》