깊은 우주 임무는 태양에서 멀리 떨어진 꾸준한 힘을 위해 핵 전원을 사용합니다. 우주 태양 전지는 태양에서 멀어 질 때도 작동하지 않습니다. 햇빛이 깊은 공간에서 약해지기 때문에 엔지니어는 새로운 답변을 찾습니다. 효율성, 지속 시간, 안전 및 신뢰성은 사용할 전력 시스템을 결정하는 데 도움이됩니다. 최고의 기술은 미션을 성공 시키거나 실패 할 수 있습니다.
핵 배터리는 오랫동안 꾸준한 전력을 제공합니다. 그들은 태양과는 거리가 멀다. 이것은 깊은 우주 여행에 좋게 만듭니다.
우주 태양 전지는 태양과 가장 잘 작동합니다. 우주선이 멀리 갈 때 힘을 잃습니다. 이것은 깊은 공간에서의 사용을 제한합니다.
핵 전원에는 움직이는 부품이 없습니다. 그들은 어둡고 추위로 일합니다. 그들은 수년 동안 지속됩니다. 이것은 우주선에 신뢰할 수있는 에너지를 제공합니다.
얇은 태양 전지판과 같은 새로운 것은 미래에 도움이 될 수 있습니다. 전기 추진력과 더 나은 핵 배터리도 도움이 될 수 있습니다. 이들은 곧 우주 전력을 더 좋게 만들 수 있습니다.
안전 단계는 발사 및 비행 중에 핵전거를 안전하게 유지합니다. 태양 전지는 안전하며 지구 근처에 연료가 필요하지 않습니다.
핵 반죽은 깊은 우주 여행에 가장 적합합니다. 그들은 햇빛이 약하거나 사라질 때 꾸준한 힘을줍니다. 우주선이 태양에서 멀어지면서 태양 전지가 약해집니다. 엔지니어는 화성을 지나서 또는 외부 태양계로 여행하기 위해 핵 배터리를 선택합니다. 태양 전지는 여전히 지구 나 화성과 같이 태양 근처에서 잘 작동합니다. 깊은 공간의 경우, 핵 배터리는 더 오래 지속되며 더 신뢰할 수 있습니다.
| 기술 | 깊은 공간 적합성 | 장수 | 신뢰성 |
|---|---|---|---|
| 핵 배터리 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 높은 | 높은 |
| 태양 전지 | ⭐⭐ | 중간 | 중간 |
참고 : Voyager 및 New Horizons와 같은 임무는 핵 배터리를 사용합니다. 이 배터리는 태양과는 거리가 멀다.
깊은 우주 임무에는 해결해야 할 많은 문제가 있습니다. 전원 시스템은 수리없이 몇 년 동안 지속되어야합니다. 좋은 에너지는 우주선을 계속 작동시키고 데이터를 집으로 보냅니다. 충분한 힘이 없으면 임무가 작동하지 않을 수 있습니다.
깊은 우주 통신은 지구에 대한 강력한 신호가 필요합니다.
우주선은 고장 안테나와 강력한 송신기를 메시지에 사용합니다.
NASA의 딥 스페이스 네트워크는 큰 안테나와 강력한 송신기를 사용하여 먼 우주선과 대화합니다.
신뢰할 수있는 힘은 태양이 멀리있을 때에도 이러한 시스템이 작동하는 데 도움이됩니다.
핵 전진은 우주선이 새로운 장소를 방문하여 과학 데이터를 다시 보낼 수있게 해줍니다. 이 전력 시스템은 깊은 우주 여행을 가능하게하고 과학자들이 우주에 대해 배우도록 도와줍니다.
우주 태양 전지는 햇빛을 전기로 바꿉니다. 그들은 태양에서 에너지를 잡는 특수 층을 가지고 있습니다. 흡수기 층이 주요 부분입니다. 햇빛이 맞으면 전자가 흥분합니다. 이 전자는 세포를 통과하여 전류를 만듭니다. 셀의 디자인은 전자가 빠르게 움직이는 데 도움이됩니다. 또한 길을 잃지 않도록합니다. 밴드 갭 에너지는 셀이 사용할 수있는 햇빛의 양을 결정합니다. 좋은 캐리어 모빌리티는 전자가 빠르게 움직이는 데 도움이됩니다. 이것은 셀이 더 잘 작동하게 만듭니다. 공간이 어려운 곳이기 때문에 안정성이 중요합니다.
| 과학적 측면 설명 및 영향 | 우주 태양 전지 메커니즘에 대한 |
|---|---|
| 세포 구조 | 셀은 기판, 전자 수송 층, 페 로브 스카이 트 흡수기 층, 구멍 수송 층 및 금속 전극을 갖는다. 흡수기 층은 흥미 진진한 전자에 의해 햇빛을 전기로 바꿉니다. |
| 전하 캐리어 역학 | 전자와 구멍은 잘 움직여야합니다. 과학자들은 재료 도핑, 인터페이스 공학 및 형태 최적화를 사용하여이를 돕습니다. 이 단계는 재조합을 낮추고 더 많은 전류가 나오도록 도와줍니다. |
| 밴드 갭 에너지 | 이것은 셀이 사용할 수있는 햇빛을 결정합니다. 세포가 빛을 전기로 얼마나 잘 바꾸는 지에 영향을 미칩니다. |
| 캐리어 이동성 | 이것은 전하 캐리어가 셀에서 얼마나 빨리 움직이는지를 보여줍니다. 그것은 셀의 작동 방식을 바꿉니다. |
| 안정 | 이것은 태양 전지가 우주에서 얼마나 오래 지속되는지 알 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 얼마나 잘 작동하는지가 중요합니다. |
| 형태 | 페 로브 스카이 트 층의 모양이 중요합니다. 얼마나 많은 요금이 손실되고 얼마나 많은 전류가 나오는지 변경합니다. |
우주 태양 전지에는 많은 좋은 점이 있습니다. 그들은 청정 에너지를 제공하고 연료가 필요하지 않습니다. 그들은 지구 나 화성과 같이 태양 근처에서 가장 잘 작동합니다. 이 세포들은 많은주의가 필요하지 않으며 오랫동안 지속될 수 있습니다. 그러나 그들의 힘은 태양과는 거리가 멀다. 먼지, 방사선 및 매우 뜨겁거나 추운 날씨로 인해 잘 작동 할 수 있습니다. 우주 태양 전지는 그림자 나 밤에 작동하지 않습니다.
팁 : 엔지니어는 태양과 가까운 임무를 위해 우주 태양 전지를 사용합니다. 햇빛은 강하고 안정적입니다.
일본은 매우 얇게 만들었습니다 페 로브 스카이 트 태양 전지판 . 이 패널은 가볍고 구부러져 있습니다. 이로 인해 우주로 보내고 우주선을 입을 수 있습니다. 그들은 또한 햇빛을 전기로 아주 잘 바꿉니다. 과학자들은이 패널을 우주에서 더 오래 지속시키기 위해 계속 노력하고 있습니다. 또 다른 새로운 아이디어는 태양 전력 위성입니다. 이 위성은 우주에서 태양 에너지를 수집 할 수 있습니다. 그들은 그것을 우주선이나 전자 레인지 또는 레이저로 지구로 보낼 수 있습니다. 이 새로운 아이디어는 우주 태양 전지가 미래에 사용되는 방식을 바꿀 수 있습니다.
핵 배터리는 방사성 동위 원소 열전 발전기 (RTG)라고도합니다. 그들은 열에서 전기를 만듭니다. 열은 배터리 내부의 방사성 붕괴에서 나옵니다. 내부의 특수 재료는 고장이 나면서 열이 나옵니다. 열전대는이 열을 전력으로 바꿉니다. 이 배터리에는 움직이는 부품이 없습니다. 이것은 우주에서 매우 신뢰할 수있게합니다. 그들은 어둠이나 매우 차가운 곳에서 일할 수 있습니다. 그들은 또한 태양과는 거리가 멀다. 엔지니어는 태양 전지가 충분한 에너지를 제공하지 않을 때이 배터리를 사용합니다.
참고 : RTG는 핵분열 또는 융합을 사용하지 않습니다. 그들은 방사성 요소의 꾸준한 부패 만 사용합니다.
다른 유형의 핵 배터리가 있습니다. 가장 일반적인 유형은 Plutonium-238을 사용합니다. 일부 새로운 것은 Americium-241 또는 Strontium-90을 사용합니다. 각 유형에는 고유 한 좋은 점이 있습니다.
| 입력하십시오 | 메인 사용 | 전원 출력 | 수명을 |
|---|---|---|---|
| 플루토늄 -238 RTG | 깊은 우주 프로브 | 보통의 | 10-50 년 |
| Americium-241 Rtg | 긴 임무, 연구 | 낮추다 | 최대 100 년 |
| Strontium-90 RTG | 위성, 비콘 | 낮은 | 10-20 년 |
우주 기관은 태양과는 거리가 멀다. Voyager, Cassini 및 New Horizons는 모두 RTG를 사용합니다. 이 배터리는 또한 햇빛이 약한 행성의 랜더와 로버에 전원을 공급합니다.
일본은 새로운 Americium-241 배터리를 만들었습니다. 이 배터리는 최대 100 년 동안 우주선에 전원을 공급할 수 있습니다. 그것은 매우 긴 임무를 가능하게하는 데 도움이됩니다. 아메리카는 플루토늄보다 쉽게 얻을 수 있습니다. 이 배터리를 더 유용하게 만듭니다. 과학자들은 핵 반죽을 더 안전하게 만들기 위해 노력합니다. 그들은 강한 방패를 사용하여 사람들과 환경을 보호합니다. 최신 RTG에는 사고에서도 누출을 멈출 수있는 안전 시스템이 있습니다.
핵 전진은 태양 전지보다 훨씬 오래 지속됩니다. 그들은 힘든 공간 조건에서 계속 일하고 있습니다. 이것은 깊은 우주 탐사를위한 최고의 선택입니다.
핵 추진은 우주선을 이동하기 위해 원자 반응으로 에너지를 얻습니다. 이 시스템은 우주선을 화학 로켓보다 훨씬 빠르게 만들 수 있습니다. 엔지니어는 핵 열 추진을 사용합니다. 이 시스템에서 반응기는 수소와 같은 추진제를 가열합니다. 뜨거운 가스는 엔진 밖으로 튀어 나와 우주선을 앞으로 밀어 넣습니다. 핵 추진은 임무가 먼 행성에 더 빨리 도달하도록 도와줍니다. 태양이 멀리 떨어져있을 때에도 잘 작동하고 태양 광 발전 은 약합니다. 과학자들은이 엔진을 더 안전하고 더 좋게 만들려고 노력하고 있습니다.
고 에너지 레이저는 전력을 보내거나 우주선으로 밀어 넣을 수 있습니다. 지상국이나 위성은 우주선의 태양 전지판 또는 특별한 항해에서 레이저 빔을 촬영합니다. 우주선은이 에너지를 수집하여 전력이나 이동에 사용합니다. 이 방법은 소규모 프로브가 우주에서 빠르게 이동하는 데 도움이됩니다. 레이저는 우주선에 연료가 필요하지 않으므로 우주선은 더 가볍습니다. 그러나 장거리로 레이저를 목표로하는 것은 어렵습니다. 구름이나 먼지는 레이저 빔을 차단할 수 있습니다. 엔지니어들은 향후 깊은 우주 여행을 위해 이러한 시스템을 테스트하고 있습니다.
전기 추진은 전기를 사용하여 이온 속도를 높이고 추력을 만듭니다. 이온 스러 스터 또는 홀 효과 스러 스터와 같은 엔진은 화학 로켓보다 연료가 적습니다. 그들은 느리고 꾸준한 추력이 필요한 긴 여행에서 가장 잘 작동합니다. 미국 전기 항공기 추진 시장 보고서는 전기 추진의 강력한 성장을 보여줍니다. 시장 규모는 2033 년 2033 년에 13 억 달러에서 2033 년까지 증가 할 것입니다. 더 나은 배터리 에너지와 가벼운 재료는 이러한 엔진이 더 잘 작동하고 비용이 적게 도울 수 있습니다. 자연의 연구에 따르면 전기 추진은 오래된 엔진보다 탄소 오염이 적습니다. 이 엔진은 우주선이 더 멀리 가고 환경을 보호하는 데 도움이됩니다.
전기 추진은 고효율, 연료 사용이 낮으며 환경에 좋습니다. 이러한 것들은 미래의 우주 여행을위한 좋은 선택입니다.
태도 제어 시스템은 우주선을 올바른 방향으로 돕습니다. 이 시스템은 센서, 자이로 스코프 및 작은 스러 스터를 사용하여 우주선을 안정적으로 유지합니다. 많은 연구에 따르면 새로운 결함 내성 제어 방법은 더 신뢰할 수 있습니다. 몇 가지 중요한 방법은 다음과 같습니다.
결함을 수정하기위한 모델 기반 및 데이터 기반 제어
옵저버 기반 슬라이딩 모드 제어 문제에 대한 강력한 성능
실시간 결함 감지를위한 적응 형 신경망
에너지를 절약하고 마모를 줄이기위한 반사 방지법
일을 불안정하게 만들지 않고 결함을 찾기 위해 확장 된 상태 관찰자
이 새로운 시스템은 우주선이 장거리 여행에서 꾸준하고 안전하게 지내도록 도와줍니다. 좋은 태도 통제는 특히 일이 잘못되거나 조건이 어려울 때 깊은 우주 여행에 매우 중요합니다.
핵 반죽은 수년간 전력을 제공합니다. 그들은 일을하기 위해 햇빛이 필요하지 않습니다. Voyager 1 및 Voyager 2는 핵전기를 사용합니다. 이 우주선은 여전히 45 년 후에도 신호를 보냅니다. 배터리는 도구와 라디오에 에너지를 제공합니다.
우주 태양 전지는 태양 근처에서 가장 잘 작동합니다. 화성 로버 스피릿과 기회는 태양 전지판을 사용했습니다. 이 패널은 도구와 바퀴에 전력을 공급했습니다. 먼지가 패널을 덮으면 에너지가 내려갔습니다. 태양과는 거리가 멀어지면 태양 전지는 힘을 줄입니다. Juno 우주선은 목성에서 태양 전지판을 사용합니다. 충분한 햇빛을 얻으려면 패널이 매우 커야합니다.
| 전원 소스 | 예제 미션 | 전원 출력 (깊은 공간) |
|---|---|---|
| 원자력 전지 | 보이저 1 | 꾸준하고 오래 지속됩니다 |
| 우주 태양 전지 | 주노 (목성에서) | 약하고 큰 패널이 필요합니다 |
핵전기는 태양 전지보다 깊은 공간에서 더 나은 에너지를 제공합니다.
핵 반죽은 매우 오랫동안 지속됩니다. 일부는 50 년 이상 일할 수 있습니다. 일본은 새로운 Americium-241 배터리를 만들었습니다. 최대 100 년 동안 지속될 수 있습니다. 이것은 지구에서 멀리 떨어져 있거나 수십 년 동안 지속되는 임무를 도와줍니다.
우주 태양 전지는 몇 년 동안 지속될 수 있지만 시간이 지남에 따라 전력이 떨어집니다. 방사선, 먼지, 열 또는 감기가 세포를 다쳤습니다. Mars Rover Opportunity는 거의 15 년 동안 일했습니다. 먼지 폭풍은 임무를 끝냈습니다. 태양 근처의 태양 전지는 멀리 떨어진 것보다 오래 지속됩니다.
핵 반죽 : 10-100 년의 전력
우주 태양 전지 : 5-20 년, 힘든 장소에서는 적습니다
핵 배터리에는 움직이는 부품이 없습니다. 이것은 그것들을 매우 신뢰할 수있게 만듭니다. 그들은 어둠, 추위 및 방사선에서 일합니다. 카시니 프로브는 토성에서 13 년 동안 핵전기를 사용했습니다. 배터리가 실패하지 않았습니다.
먼지가 커버되거나 그림자로 우주 태양 전지가 멈출 수 있습니다. 국제 우주 정거장은 태양 전지판을 사용합니다. 우주 비행사는 청소하고 고쳐야합니다. 깊은 공간에서는 수리가 불가능합니다.
신뢰할 수있는 전력은 우주선이 작동하고 데이터를 집으로 보내는 데 도움이됩니다.
핵 배터리는 방사성 물건을 사용합니다. 엔지니어는 안전한 방패를 안전하게 유지합니다. 배터리는 발사 및 충돌에서 살아남아야합니다. 우주 핵 배터리에는 큰 사고가 발생하지 않았습니다.
우주 태양 전지는 위험한 물건을 사용하지 않습니다. 그들은 사람들과 자연에 안전합니다. 태양 전지판이 파손되면 누구도 해를 끼치 지 않습니다. 이것은 지구 근처의 임무를 위해 태양 전지를 더 안전하게 만듭니다.
| 안전 측면 | 핵 배터리 | 우주 태양 전지 |
|---|---|---|
| 방사성 물질 | 예 | 아니요 |
| 발사 위험 | 낮은 (잘 보형) | 없음 |
| 환경 영향 | 낮은 | 없음 |
핵 반죽은 깊은 공간에서 가장 잘 작동합니다. 그들은 명왕성을지나 새로운 지평선과 같은 임무를 강조합니다. 이 배터리는 햇빛이 약해도 안정적인 에너지를 제공합니다.
공간 태양 전지는 전력을 잃습니다. 우주선이 태양에서 멀어지면서 목성에서 태양 전지판은 거대해야합니다. 목성 외에도 태양 전지는 충분한 에너지를 줄 수 없습니다. 핵전기는 깊은 우주 여행을 가능하게합니다.
핵 반죽이 없으면 Voyager 및 New Horizons와 같은 임무는 발생할 수 없었습니다.
새로운 전력 시스템은 우주선이 깊은 공간으로가는 방식을 바꾸고 있습니다. 사우디 아라비아는 우주를 위해 더 나은 전력과 엔진에 돈을 투자하고 있습니다. 이 새로운 시스템은 우주 관광과 같은 장기 여행과 새로운 일자리를 도와줍니다. 이 나라는 또한 공간 데이터를 사용하여 지구상의 기술을 더 좋게 만들었습니다. 이것은 우주 연구가 많은 영역에 도움이된다는 것을 보여줍니다.
위성을위한 리튬 이온 배터리 시장은 빠르게 성장하고 있습니다. 회사는이 배터리에 리튬 코발트 산화 코발트와 리튬 철 포스페이트를 사용합니다. 이 배터리는 더 많은 에너지를 유지하고 우주에서 더 오래 지속될 수 있습니다. 더 많은 위성이 전송됨에 따라 더 나은 배터리가 필요합니다.
많은 것들이 우주 전력의 미래를 형성하고 있습니다 :
| 트렌드 | 설명 | 영향 |
|---|---|---|
| 고효율 태양 전지판 | 저조도 깊은 공간에서 일하십시오 | 태양과는 거리가 멀다 |
| 고급 태양 광 항해 기술 | 추진에 햇빛 압력을 사용하십시오 | 연료가 적은 더 긴 임무 |
| AI 기반 시스템 | 데이터 처리 및 미션 계획에 도움이됩니다 | 전력 사용 및 미션 성공을 향상시킵니다 |
| 재사용 가능한 로켓과 작은 위성 | 비용 절감 및 미션 번호 향상 | 효율적이고 유연한 전원 시스템이 필요합니다 |
AI는 이제 우주선이 선택하고 에너지를 관리하도록 도와줍니다. 로봇은 AI를 사용하여 행성을 탐험하고 긴 여행을 처리합니다.
과학자들은 또한 우주를위한 퓨전 에너지를보고 있습니다. 버클리와 같은 실험실은 새로운 재료 및 소형 퓨전 시스템을 테스트합니다. 이 테스트는 힘든 공간에서 생존 할 수있는 전원을 만들 수 있습니다.
새로운 아이디어는 깊은 우주 여행을 영원히 바꿀 수 있습니다. Ion 및 Hall Thrusters와 같은 전기 추진 시스템은 더 많은 푸시를 제공하고 더 적은 연료를 제공합니다. 이 엔진은 더 오래 지속되며 임무는 더 많은 과학 도구를 가지고 있습니다.
일본의 아메리카 원자력 배터리는 큰 새로운 단계입니다. 이 배터리는 폐기물을 사용하여 100 년 이상 전력을 생산합니다. 단단한 우주 장소에서도 작고 안전합니다. 멀리있는 행성 또는 달의 어두운면에 대한 임무는 태양 전지판이 작동하지 않을 때이 배터리를 사용할 수 있습니다.
전기 추진과 오래 지속되는 핵 배터리는 우주선이 더 멀리 갈 수 있고 그 어느 때보 다 더 많은 데이터를 다시 보내는 데 도움이 될 것입니다.
핵 전진은 우주선이 깊은 공간에서 꾸준한 힘을 얻도록 도와줍니다. 그들은 더 오래 지속되고 태양에서 멀리 떨어져 더 잘 작동합니다. 우주 태양 전지는 지구 근처에서 좋지만 멀리 떨어져 있습니다. 엔지니어들은 멀리 여행하는 여행을 위해 핵 배터리를 선택합니다. 새로운 전원 시스템은 우리가 우주 여행 방식을 바꿀 수 있습니다. 과학자들은 우주 전력을 더 안전하고 강하게 만들려고 노력하고 있습니다.
핵 배터리는 햇빛이 없어도 항상 전력을 제공합니다. 그들은 수년 동안 지속되어 차갑고 어두운 곳에서 일합니다. Voyager와 같은 우주선은 멀리서 신호를 보내는 데 사용합니다.
태양 전지는 전력을 잃습니다. 햇빛이 약하면 패널이 크면 화성에서 일할 수 있습니다. 과거 화성, 그들은 대부분의 임무에 충분한 에너지를 만들지 않습니다. 그렇기 때문에 엔지니어는 깊은 공간을 위해 핵전기를 선택합니다.
엔지니어는 안전을 위해 강한 방패로 핵 배터리를 만듭니다. 이 방패는 사람들과 자연을 안전하게 지키고 있습니다. 우주에 핵전거레이터가 큰 사고는 없었습니다. 안전은 항상 모든 임무에 매우 중요합니다.
일본의 아메리칸 배터리는 100 년 동안 우주선에 전원을 공급할 수 있습니다. 얇은 페 로브 스카이 트 태양 전지판은 가볍고 사용하기 쉽습니다. 전기 추진 및 AI 시스템은 에너지를 더 잘 사용하는 데 도움이됩니다. 이 새로운 아이디어는 우리가 깊은 공간을 탐색하는 방법을 바꿀 수 있습니다.
