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美国旅行者一号:利用钚电池驶出太阳系的动力

时间:2024-03-26 07:02:57

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美国旅行者一号:利用钚电池驶出太阳系的动力

该标题指的是美国旅行者一号探测器已经飞离太阳系的消息。该探测器携带了一种名为钚电池的动力装置,这种电池利用钚-238的放射性衰变来产生能量,为探测器提供了长期的电力供应。这种电池技术在太空探测器中具有重要意义,因为它可以提供稳定而持久的能源,使探测器能够继续运行并发送数据给地球。随着旅行者一号的飞行改向,它将成为第一个进入星际空间的人造物体,为人类开拓宇宙边缘提供了重要的数据和见解。

问题补充:

美国旅行者一号已经飞离太阳系.它的飞行,改向的动力是什么?发送信号的电力哪来的?许多人造卫星的电力都靠太阳能板吸收太阳能转换成电力,旅行者一号也靠太阳能吗?离开太阳那么远了,还能获得能量吗?什么电池能够在近乎绝对零度的太空中运作那么久?还有,它飞行及改变方向的动力是什么,用了35年了? 物理

答案:

【答案】 旅行者1号所用的电力不是太阳能电池,是钚电池(核动力电池)靠同位素衰变放热产生电力.不用太阳能的原因与你分析的一样,旅行者1号距离太阳越来越远,如果用太阳能的话,所能提供的电力就会越来越少,不足以满足飞船的需要.而用钚电池(核动力电池)是依靠放射性元素衰变时放出的热量产生电能的,既保证了飞船的电力供应,又不会因为距离太阳太远而无电可用.当然,钚电池(核动力电池)的能量也不是无穷无尽的.元素衰变完了,电力供应自然也就停止了.按照放射性元素衰变时间,电池将持续使用到2025年左右.当电池耗尽之后,电池会停止工作,所有仪器设备也就会停止工作了.

旅行者1号带有使用常规化学燃料的几台小型发动机,但这些发动机只用于飞船的姿态调整和控制,不用于飞船加速.

旅行者1号的初始飞行动力是发射时的火箭提供的.用火箭把它加速到达到第二宇宙速度,也就是11.2千米/秒以上,让它摆脱地球引力,沿着预定轨道向着木星飞去.但只具备第二宇宙速度是不能飞出太阳系的.要想飞出太阳系,飞船必须加速到第三宇宙速度.显然,旅行者1号已经具有了第三宇宙速度,它是利用大行星的引力几次加速的.

上图中标有“1”的就是旅行者1号在太阳系中的飞行路线.

它在接近木星时,木星的引力使其加速,但它是侧向接近的,于是,在靠近木星时,它不会直接撞向木星,而是擦身而过,被木星的引力甩出去.然后,它又以精确的轨道接近了土星,在被又一次加速后,它的速度达到了17 km/s,超过了第三宇宙速度,成为人类制造的速度最快的飞行器.

钚同位素电池产生的电力仪器操作、通讯和飞船的姿态控制,也不用于飞船加速.

随着电池电力的减少,飞船上的仪器会逐次停止工作.大约在2035年前后,飞船的能源供应将完全中断,所有仪器设备也将停止工作.

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网友评论
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显示评论内容(6)
  1. 徐岩2024-04-12 10:29徐岩[上海市网友]202.146.171.134
    美国旅行者号技术应用令人惊叹展示了人类对于探索未知无尽渴望。
    顶4踩0
  2. 我是我的谁?谁是谁的2024-04-09 13:54我是我的谁?谁是谁的[贵州省网友]210.56.207.56
    3.
    顶47踩0
  3. 今天晴2024-04-06 17:20今天晴[广西网友]183.4.88.124
    钚电池能量密度确实很高这对于长期太空探索是个有趣动力选项。
    顶0踩0
  4. 浅草稀色2024-04-03 20:46浅草稀色[国外网友]202.92.52.199
    2.
    顶8踩0
  5. 薄暮晓寒2024-04-01 00:11薄暮晓寒[河南省网友]45.115.166.202
    这听起像是科幻小中情节不过如果真能实现将会是人类探索宇宙巨大步。
    顶5踩0
  6. 蒲公英の约定2024-03-29 03:37蒲公英の约定[澳门网友]202.150.30.253
    1.
    顶5踩0
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