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空 天 力 量 杂 志研 究 实 验 室 和 波 音 共 同 研 制 的 30 KW 一 体 化盖 毯 式 互 联 系 统 大 功 率 太 阳 能 电 池 板 。 从 中期 到 远 期 ,“ 阳 光 催 化 石 油 ” 是 能 源 部 资 助 研制 的 样 机 系 统 , 目 的 是 把 二 氧 化 碳 和 水 转 变成 一 氧 化 碳 和 氢 气 , 最 终 生 成 液 体 燃 料 。 此 外 ,将 一 个 500 kW 的 动 力 装 置 布 置 在 轨 , 可 以保 障 天 基 传 感 和 动 力 波 射 任 务 。 全 新 的 技 术概 念 则 包 括 : 从 地 球 磁 场 采 集 能 量 , 以 及 从系 统 的 废 热 中 采 集 能 量 。 在 核 能 的 应 用 方 面 ,已 有 好 几 种 卫 星 系 统 ( 例 如 放 射 性 同 位 素 热电 发 电 机 ) 做 出 验 证 。 另 外 , 已 经 设 计 出 埋入 地 下 的 、 自 主 安 全 的 、 自 耗 废 料 的 小 型 模块 化 核 反 应 堆 , 用 于 保 障 地 面 操 作 设 施 的 能量 需 求 。能 量 储 存表 2 第 二 部 分 涉 及 能 量 储 存 。 为 了 响 应环 保 要 求 ,2012 年 以 后 将 停 止 在 镍 氢 (Ni:H)电 池 中 使 用 特 氟 隆 -30 镍 氢 隔 膜 材 料 , 因 此 ,研 究 人 员 必 须 加 紧 研 制 出 锂 离 子 化 学 物 提 速寿 命 试 验 技 术 , 这 对 未 来 国 家 太 空 安 全 使 命有 重 要 意 义 。 在 近 期 , 像 飞 轮 这 样 的 储 能 技 术 ,借 助 反 作 用 轮 的 附 加 特 征 , 能 够 提 供 需 要 的能 量 , 具 有 帮 助 姿 态 控 制 的 潜 力 。 在 中 远 期 ,纳 米 材 料 技 术 的 发 展 有 希 望 实 现 大 功 率 、 高密 度 储 存 、 高 周 期 与 放 电 率 , 以 及 延 长 电 池寿 命 。 相 比 之 下 , 地 面 站 和 数 据 中 心 可 以 利用 混 合 储 能 技 术 , 包 括 传 统 的 铅 酸 电 池 和 大型 飞 轮 。推 进 和 动 力表 2 的 第 三 部 分 论 述 航 天 器 的 推 进 装 置和 动 力 。 在 轨 系 统 , 如 传 感 器 、 通 信 和 机 载处 理 设 备 等 , 都 需 要 使 用 大 量 动 力 。近 期 的 发 展 重 点 是 高 效 微 处 理 器 , 此 后将 关 注 像 忆 阻 器 、 光 子 计 算 和 量 子 计 算 等 创新 科 技 , 以 大 幅 度 提 高 能 源 效 率 ( 在 下 面 的 “ 网空 能 源 ” 部 分 进 一 步 论 述 )。 这 些 技 术 有 许 多优 势 , 包 括 比 硅 替 代 品 体 积 更 小 及 热 负 荷 减少 。卫 星 推 进 技 术 的 进 展 对 提 轨 、 驻 位 和 机动 , 尤 其 对 近 地 轨 道 卫 星 来 说 , 都 是 至 关 重要 。 在 中 期 , 需 要 探 索 如 何 加 强 现 有 卫 星 系统 的 生 存 能 力 和 延 寿 。 在 中 远 期 , 诸 如 霍 尔和 电 动 推 力 器 等 技 术 可 能 导 致 延 长 使 用 有 限的 机 载 推 进 剂 ; 利 用 波 射 动 力 给 在 轨 卫 星 加注 燃 料 的 技 术 也 有 望 给 航 天 器 延 寿 。 在 远 期 ,电 磁 推 进 作 为 一 种 先 进 概 念 , 可 能 有 助 于 实现 航 天 器 进 一 步 延 寿 和 提 高 其 工 作 弹 性 。 利用 从 周 围 环 境 中 捕 获 的 能 量 储 备 在 机 上 , 这些 系 统 能 在 没 有 推 进 剂 的 情 况 下 长 期 在 太 空中 机 动 , 从 而 提 供 更 多 更 大 的 运 行 能 力 。航 天 操 作 新 技 术正 如 在 航 空 领 域 那 样 , 表 2 第 四 部 分 所示 的 航 天 操 作 新 技 术 也 可 能 产 生 重 大 的 节 能效 果 。 鉴 于 地 面 系 统 占 去 整 个 航 天 运 行 能 耗量 的 97%, 近 期 内 , 应 该 采 用 商 业 数 据 中 心在 采 暖 通 风 空 调 和 电 力 管 理 以 及 云 计 算 等 方面 的 最 佳 做 法 , 其 详 细 讨 论 见 下 面 的 “ 网 空能 源 ” 和 “ 基 础 设 施 能 源 ” 部 分 。 首 要 关 注的 是 传 统 的 发 射 场 、 控 制 站 、 数 据 处 理 中 心和 地 基 太 空 雷 达 。 在 中 期 和 远 期 , 通 过 提 高自 主 能 力 , 将 减 少 对 操 作 员 和 相 关 能 量 的 需要 。 再 生 能 源 也 是 可 行 的 选 择 , 可 用 来 缩 小这 些 设 施 的 能 源 印 记 并 保 证 能 源 的 独 立 性 。从 长 远 来 看 , 虽 然 太 空 对 地 球 波 射 动 力 技 术面 临 许 多 挑 战 , 但 太 空 对 太 空 波 射 动 力 技 术的 发 展 可 能 使 “ 分 离 式 ” 卫 星 成 为 可 能 , 这种 卫 星 不 仅 体 积 更 小 , 而 且 比 目 前 系 统 能 力更 大 、 更 分 散 、 生 存 性 更 强 。 我 们 还 有 必 要开 展 多 领 域 分 析 , 审 视 在 天 空 和 太 空 领 域 执64