深空任务使用核电池稳定的电力远离太阳。太阳能电池离太阳越来越远时无法正常工作。工程师会寻找新的答案，因为在深空中阳光变得较弱。效率，持续时间，安全性和可靠性有助于决定使用哪种电源系统。最好的技术可以使任务成功或失败。
核电池很长一段时间内稳定动力。他们远离太阳。这使它们适合深空旅行。
太阳能电池 最能靠近太阳。当航天器走得更远时，他们会失去力量。这限制了他们在深空中的使用。
核电池没有活动部件。他们在黑暗和寒冷中工作。他们持续了很多年。这提供了航天器可靠的能量。
诸如薄太阳能电池板之类的新事物可能会在将来有所帮助。电力推进和更好的核电池也可以提供帮助。这些可以尽快使空间能力更好。
安全步骤在发射和飞行过程中确保核电池安全。太阳能电池是安全的，不需要地球附近的燃料。
核电池最适合深空旅行。当阳光很弱或消失时，它们会赋予稳定的力量。随着航天器离开太阳，太阳能电池变得较弱。工程师挑选核电池以驶过火星或进入外部太阳系。太阳能电池在太阳附近仍然可以很好地工作，例如在地球或火星上。对于深空，核电池持续更长的时间，并且更可靠。
| 技术 | 深空适合性 | 寿命 | 可靠性 |
|---|---|---|---|
| 核电池 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 高的 | 高的 |
| 太阳能电池 | ⭐⭐ | 中等的 | 中等的 |
注意：Voyager和New Horizons之类的任务使用核电池。这些电池可以帮助它们远离阳光。
深空任务有许多问题要解决。电源系统必须持续数年，而无需维修。良好的能量可以使航天器正常工作并将数据发送返回首页。没有足够的权力，任务可能行不通。
深空通信需要强烈的地球信号。
航天器使用高增益天线和强大的发射器进行消息。
NASA的深空网络使用大型天线和强大的发射器与遥远的航天器进行对话。
可靠的功率可以帮助这些系统有效，即使太阳很远。
核电池让航天器访问新地方并寄回科学数据。这些电力系统使深空旅行成为可能，并帮助科学家了解空间。
太阳能电池 将阳光变成电力。他们有特殊的层，可以从太阳中捕获能量。吸收层是主要部分。当阳光撞到它时，电子会兴奋。这些电子在电池中移动并发电。电池的设计有助于电子快速移动。这也使他们无法迷路。带隙的能量决定了细胞可以使用多少阳光。良好的运营商移动性有助于电子迅速移动。这使细胞工作得更好。稳定很重要，因为空间是一个艰难的地方。
| 科学方面的 | 解释和对太空电池机制的影响 |
|---|---|
| 细胞结构 | 该细胞具有基材，电子传输层，钙钛矿吸收层，孔传输层和金属电极。吸收层通过令人兴奋的电子将阳光变成电力。 |
| 电荷载体动力学 | 电子和孔必须移动良好。科学家使用材料掺杂，界面工程和形态优化来帮助这一点。这些步骤降低重组，并有助于更多的当前出现。 |
| 带隙能 | 这决定了阳光可以使用的阳光。它会影响细胞将光转化为电力的程度。 |
| 载体移动性 | 这显示了电荷载体在电池中移动的速度。它改变了细胞的工作原理。 |
| 稳定 | 这告诉太阳能电池在太空中持续多长时间。随着时间的流逝，他们的工作状况很重要。 |
| 形态学 | 钙钛矿层的形状很重要。它改变了损失多少费用和多少电流。 |
太阳能电池有很多好处。他们提供清洁能源，不需要燃料。它们在阳光附近的效果最好，例如在地球或火星上。这些细胞不需要太多护理，并且可以持续很长时间。但是，他们的力量离太阳越来越弱。灰尘，辐射以及非常炎热或寒冷的天气会使它们的工作效果不佳。太阳能电池在阴影或晚上不起作用。
提示：工程师使用太阳能电池进行靠近太阳的任务。阳光在那里坚固而稳定。
日本很瘦 钙钛矿太阳能电池板。这些面板轻巧而弯曲。这使它们易于发送到太空并放在航天器上。它们还很好地将阳光变成了电力。科学家继续努力使这些面板在太空中持续更长的时间。另一个新想法是太阳能卫星。这些卫星可以在太空中收集太阳能。他们可以将其发送到航天器，甚至可以使用微波或激光器发送到地球。这些新想法可能会改变未来太阳能电池的使用方式。
核电池也称为放射性同位素热电发生器（RTGS）。他们用热量发电。热量来自电池内部的放射性衰减。内部的特殊材料在破裂时会发出热量。热电偶将这种热量变成电力。这些电池没有活动部件。这使它们在太空中非常可靠。他们可以在黑暗或非常寒冷的地方工作。他们还远离太阳。当太阳能电池没有足够的能量时，工程师使用这些电池。
注意：RTG不使用核裂变或融合。他们仅使用放射性元素的稳定衰变。
有不同类型的核电池。最常见的类型使用Plutonium-238。一些新的使用Americium-241或Strontium-90。每种类型都有自己的优点。
| 类型 | 主要使用 | 电源输出 | 寿命 |
|---|---|---|---|
| plutonium-238 RTG | 深空探针 | 缓和 | 10 - 50年 |
| Americium-241 RTG | 长期任务，研究 | 降低 | 长达100年 |
| 锶90 RTG | 卫星，信标 | 低的 | 10 - 20年 |
太空机构使用核电池远离太阳的旅行。 Voyager，Cassini和New Horizons都使用RTG。这些电池还可以在阳光弱的行星上为登陆器和流浪者供电。
日本制造了新的Americium-241电池。该电池可以为航天器供电长达100年。它有助于使任务很长。美国比p夫更容易获得。这使这些电池更有用。科学家致力于使核电池更安全。他们使用坚固的盾牌保护人和环境。现代RTG具有安全系统，即使发生事故，也可以停止泄漏。
核电池持续时间比太阳能电池更长。他们继续在艰难的空间条件下工作。这使他们成为深空探索的首选。
核推进从核反应中获取能量以移动航天器。该系统可以使航天器的发展速度比化学火箭弹快得多。工程师使用核热推进。在该系统中，反应堆会加热像氢这样的推进剂。热气从发动机射出，将航天器向前推。核推进有助于使任务更快地到达遥远的行星。即使太阳很远，它也可以很好地工作 太阳能 很弱。科学家正试图使这些引擎更安全，更好。
高能量激光器可以从远方发出电源或推到航天器。地面站或卫星在航天器的太阳能电池板或特殊帆上射击激光梁。航天器收集了这种能量，并将其用于动力或移动。这种方法有助于小型探针在太空中迅速传播。激光不需要航天器上的燃料，因此航天器更轻。但是，很难将激光瞄准激光很难。云或灰尘会阻塞激光束。工程师正在测试这些系统以进行未来的深空旅行。
电推进使用电力加快离子并产生推力。与化学火箭相比，像离子推进器或霍尔效应推进器这样的发动机使用的燃料少。它们最适合需要缓慢，稳定推力的长途旅行。美国电气化的飞机推进市场报告显示，电推进的强劲增长。市场规模将从2024年的13亿美元增长到2033年的125亿美元。更好的电池能量和更轻的材料可以帮助这些发动机的工作效果更好，而且成本较小。自然研究表明，与旧发动机相比，电推进的碳污染更少。这些引擎有助于航天器走得更远并保护环境。
电动推进能够高效，燃油较低，对环境有益。这些事情使其成为未来太空旅行的好选择。
态度控制系统可帮助航天器指向正确的方向。这些系统使用传感器，陀螺仪和小型推进器来保持航天器稳定。许多研究表明，新的耐断层控制方法使它们更加可靠。一些重要方法包括：
基于模型和基于数据的控制以解决故障
基于观察者的滑动模式控制，以防止出现强大的性能
用于实时故障检测的自适应神经网络
反风法，以节省能源并降低磨损
扩展的状态观察者可以找到故障而不使事情不稳定
这些新系统有助于航天器在长途旅行中保持稳定和安全。良好的态度控制对于深空旅行非常重要，尤其是当事情出现问题或条件很难时。
核电池供电多年。他们不需要阳光来工作。 Voyager 1和Voyager 2使用核电池。这些航天器在45年后仍会发送信号。电池为其工具和收音机提供了能量。
太阳能电池 在太阳附近最有效。火星流浪者的精神和机会使用了太阳能电池板。这些面板赋予了他们的工具和车轮。当灰尘覆盖面板时，能量就会下降。太阳能电池远离太阳，功率较小。 Juno航天器在木星使用太阳能电池板。面板必须很大才能获得足够的阳光。
| 电源示例 | 任务 | 功率输出（深空） |
|---|---|---|
| 核电池 | Voyager 1 | 稳定，持久 |
| 太阳能电池 | 朱诺（在木星） | 弱，需要大面板 |
核电池在深空中比太阳能电池提供了更好的能量。
核电池持续很长时间。有些可以工作50年或更长时间。日本制造了新的Americium-241电池。它可能持续长达100年。这有助于远离地球或持续数十年的任务。
太空太阳能电池可以持续数年，但是功率会随着时间的推移而下降。辐射，灰尘和热或冷损伤细胞。火星流动站的机会工作了将近15年。沙尘暴结束了任务。太阳附近的太阳能电池持续的时间比遥远的太阳能电池更长。
核电池：10 - 100年的电力
太阳能电池：5 - 20年，在艰难的地方更少
核电池没有活动部件。这使他们非常可靠。它们在黑暗，寒冷和辐射中工作。卡西尼探测器在土星上使用了13年的核电池。电池没有故障。
如果灰尘覆盖或在阴影中，太空太阳能电池可以停止。国际空间站使用太阳能电池板。宇航员必须清洁并修复它们。在深空中，无法维修。
可靠的功率有助于航天器工作并将数据发送返回首页。
核电池使用放射性物品。工程师建造强大的盾牌以确保其安全。电池必须在发射和崩溃时生存下来。太空核电站没有发生任何重大事故。
太阳能电池不使用危险的东西。他们对人和自然都是安全的。如果太阳能电池板破裂，它不会伤害任何人。这使太阳能电池更安全，可对地球附近的任务更安全。
| 安全方面的 | 核电池 | 太阳能电池 |
|---|---|---|
| 放射性材料 | 是的 | 不 |
| 发射风险 | 低（席卷良好） | 没有任何 |
| 环境影响 | 低的 | 没有任何 |
核电池在深空中最有效。他们为冥王星越过新视野的动力任务。这些电池即使阳光很弱，这些电池也会产生稳定的能量。
空间 太阳能电池 会随着航天器离开太阳而失去动力。在木星，太阳能电池板一定是巨大的。除了木星之外，太阳能电池不能提供足够的能量。核电池使深空旅行成为可能。
没有核电池，就无法执行Voyager和New Horizons之类的任务。
新的电力系统正在改变航天器进入深空的方式。沙特阿拉伯正在将资金投入更好的力量和太空引擎。这些新系统有助于长途旅行和新工作，例如太空旅游。该国还使用太空数据来使地球上的技术更好。这表明太空研究对许多领域有所帮助。
卫星锂离子电池的市场正在迅速增长。公司在这些电池中使用氧化锂和磷酸锂。这些电池可以容纳更多的能量，并且在太空中持续更长的时间。随着更多卫星的发送，需要更好的电池。
许多事情正在塑造太空力量的未来：
| 趋势 | 描述 | 影响 |
|---|---|---|
| 高效太阳能电池板 | 在低光的深空中工作 | 可靠的力量远离阳光 |
| 高级太阳帆技术 | 使用阳光压力进行推进 | 较长的燃料任务更长 |
| AI驱动的系统 | 帮助数据处理和任务计划 | 提高功率使用和任务成功 |
| 可重复使用的火箭和小卫星 | 降低成本并提高任务编号 | 需要高效，灵活的电源系统 |
AI现在有助于航天器做出选择并管理其能量。机器人使用AI探索行星并进行长途旅行。
科学家还在寻找空间的融合能量。伯克利测试新材料和小型融合系统等实验室。这些测试有助于使能源可以在艰难的空间中生存。
一些新想法可以永远改变深空旅行。离子和霍尔推进器等电力推进系统可提供更多的推动力和使用更少的燃料。这些发动机持续更长的时间，让任务携带更多的科学工具。
日本的美国核电站是一大步。该电池使用废物制造电源超过100年。它小而安全，即使在艰难的地方也是如此。当太阳能电池板不起作用时，对遥远的行星的任务或月球的阴暗面可以使用该电池。
电力推进和持久的核电池将有助于航天器走得更远，并寄回比以往更多的数据。
核电池有助于航天器在深空中获得稳定的力量。它们持续更长的时间，距离太阳更远。太空太阳能电池在地球附近很好，但越远。工程师挑选核电池进行远距离旅行。新的电力系统可能会改变我们在太空中的旅行方式。科学家一直试图使空间更安全，更强大。
即使没有阳光，核电池 也会一直供电。他们持续了很多年，并在寒冷的黑暗地方工作。像Voyager这样的航天器使用它们从远处发送信号。
太阳能电池 在阳光很弱时会失去动力。如果面板很大，他们可以在火星上工作。过去的火星，他们没有为大多数任务提供足够的能量。这就是为什么工程师将核电池挑选到深空的原因。
工程师建造具有强大盾牌的核电池，以确保安全。这些盾牌确保了人和自然的安全。太空中没有发生任何核电池的大事故。安全对于每个任务总是非常重要。
日本的美国电池可能会为航天器供电100年。薄薄的钙钛矿太阳能电池板易于使用。电推进和AI系统有助于更好地利用能量。这些新想法可以改变我们探索深空的方式。
