超远深空探测任务的能源动力方案

发布时间：2022-01-06 20:11

　　我国开展了大量深空探测方面的研究工作,但超远距离（大于几十个AU）深空探测器在我国尚未实际发射,需综合考虑飞行空间环境、任务寿命和重量限制等约束条件,对能源系统进行合理设计,以保证探测的任务需求。通过对国外相关任务的调研与分析,并结合我国现有的技术基础,选择以空间核动力系统作为能源动力解决方案,同时关注其他概念推进设计,提出了总体任务设想和后续需要开展的关键技术攻关方向,主要为高效的"核能+全电推"系统技术、星际飞行技术及测控技术。对我国后续超远深空探测任务的研究及实施具有一定指导意义。 

【文章来源】：深空探测学报. 2020,7(02)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

星际探测中“旅行者1号”和“旅行者2号”飞行方向示意图

空间用的核能主要有两种，一种是核衰变能（Pu-238），另一种是核裂变能（U-235），两种反应过程分别如图2所示。1)RTG采用放射性同位素Pu-238，其输出功率已从最早的2.7 W提高到300 W，热电转换效率可以达到6.7%以上，功率质量比（比功率）可以达到5.36 W/kg。如果采用RTG实现星际探测任务，能够满足高可靠性和长寿命等要求，缺点是需要重点关注功率衰减问题以及Pu-238核燃料产量受限问题。

NASA、ESA开展了大量推进技术方案选型的比较分析工作，主要聚焦于无工质损耗的太阳帆、电帆、系绳类等先进推进技术[10-11]，太阳帆设计和电动力系绳设计分别如图4和图5所示。这类推进技术目前国内还未成熟，需要开展相应的研究工作。1）太阳帆推进


本文编号：3573092