Космические киловатты

12 апреля 1961 года человек впервые полетел в космос. Одними из важнейших узлов на любом космическом корабле, будь то легендарные «Востоки» или новейшие «Орионы», являются системы энергообеспечения. От них зависит не только безопасность космонавтов, но и геометрия космических аппаратов.

Первый в истории человечества пилотируемый космический корабль «Восток-1», на котором Юрий Гагарин совершил свой судьбоносный полёт, был оснащён системой электропитания, основу которой составляли серебряно-цинковые аккумуляторы. Основная батарея размещалась в приборном отсеке, а дополнительная, обеспечивающая электропитание на спуске и при приземлении, – в спускаемом аппарате.

Мощность этих систем была невелика, но со временем для освоения космоса потребовались всё более мощные устройства. Мощность энергоустановки первого искусственного спутника Земли, запущенного в 1957 году, составляла всего 40 Вт, спустя 50 лет мощность энергосистем спутников связи «Яхсат 1Б» достигла уже 12 кВт.

Сейчас система электропитания любого космического корабля состоит из двух модулей: первичного и вторичного источника энергии. Как правило, это мощные алюминий-кадмиевые аккумуляторы. Они используются в тех случаях, когда использование солнечных панелей невозможно, например, при стыковке с космической станцией, или во время нахождения на теневой стороне планеты или в аварийных ситуациях. Во всех остальных случаях космонавты используют солнечную энергию. Площадь поверхности таких солнечных панелей на космических аппаратах очень велика, иногда она превышает 1000 кв. м. Зато и мощность у таких устройств довольно высока – 25–30 кВт. Например, на станции «Мир» площадь солнечных батарей составляла 114 кв. м, они давали 10,1 кВт мощности.

Однако в космонавтике использовались и другие системы, основанные на совершенно иных физических принципах. Так, в опередившем своё время космическом корабле «Буран» основой системы электроснабжения поначалу были аккумуляторные батареи, но уже на втором корабле серии стали применять систему электроснабжения из кислородно-водородных электрохимических генераторов тока. Она включала в себя энергомодуль и криостаты для хранения кислорода и водорода. Система мощностью 40 кВт обеспечивала работу корабля в течение двухнедельного полёта.

Автор: Андрей Щукин