宇宙のバッテリー

バッテリーは宇宙船で電力貯蔵手段として使用されます。一次バッテリーは組み立てられた時点で使用可能なエネルギーをすべて蓄えており、放電することしかできません。二次バッテリーは、太陽電池パネルや放射性同位元素ベースの電力 ( RTG ) などの他のエネルギー源から充電でき、宇宙船が直射日光に当たらない期間に電力を供給できます。バッテリーは化学反応によって電流を生成します。

宇宙船用のバッテリーは真空中で動作するように密閉されていなければならない。打ち上げ時の加速や軌道到達時の振動に耐えなければならない。広い温度範囲で動作できなければならず、宇宙船を腐食させたり軌道を乱したり機器や生命維持システムを汚染したりするガスを放出してはならない。地球を周回する宇宙船用のバッテリーは、地球の大気圏のシールドを超える高レベルの電離放射線にも耐えなければならない。通信衛星などの人工衛星には、衛星の想定寿命にわたって何千回もの充電と放電のサイクルに耐えられるバッテリーシステムが必要である。^[2]

一次電池は比較的短期間の作業に使用されます。初期の衛星の設計寿命は数週間から数か月で、必要な耐用年数を提供するのに十分な一次電池を搭載することができました。長期間の作業には、太陽電池または放射性同位元素ジェネレーターがバッテリーを再充電するためのエネルギーを提供できる充電式システムが必要です。地球に近い衛星は、各軌道の半分は影に隠れるため、動作を維持するためにバッテリーが必要です。静止軌道上の衛星でさえ、長さの異なる定期的な「日食期間」を経験します。アポロ宇宙船やスペースシャトルなどの乗り物は、バッテリーや太陽電池パネルで供給できる以上の電力を必要としたため、数百時間にわたって数キロワットの電力を供給するために水素燃料電池に依存しました。^[2]

予備バッテリーは、必要なときまで化学反応物を分離しておく一次バッテリーです。電解質と電極が分離していれば副反応は発生しないため、バッテリーのスタンバイ寿命が向上します。別の形態では、作動中に電解質が加熱されて導電性になります。このようなバッテリーは耐用年数が短い場合がありますが、長期間保管すると非常に信頼性が高くなります。スタンバイ時間が長いミサイルや、惑星への着陸時に電力を必要とする宇宙探査機で使用されます。

以下の表は、宇宙で使用される一般的なバッテリーの種類を示しています。

• 充電式でない電池で動く宇宙船のリスト
• 宇宙船のソーラーパネル
• 宇宙における原子力

• 惑星着陸機と突入探査機