Tag Archive

Tag Archives for " NASA "

Tại sao NASA chọn năng lượng mặt trời cho tàu thăm dò không gian Juno

Tại sao NASA chọn năng lượng mặt trời cho tàu thăm dò không gian Juno

Một trong 3 chiếc cánh năng lượng mặt trời của tàu thăm dò không gian Juno. Nguồn : NASA/JPL

Juno, tàu thăm dò không gian chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên được gửi tới Sao Mộc. Nhiệm vụ của nó là thăm dò Sao Mộc theo những cách mà nó chưa từng được thăm dò trước đây để khám phá manh mối về sự hình thành, cấu trúc bên trong, hàm lượng nước và thời tiết.

Juno đã phá vỡ kỷ lục về khoảng cách lớn nhất từ ​​mặt trời mà một tàu thăm dò chạy hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời.

Tất cả các tàu thăm dò trước đây đối với Sao Mộc sử dụng vật liệu hạt nhân cung cấp năng lượng thay vì các tấm pin mặt trời vì ánh sáng mặt trời tại Sao Mộc chỉ bằng 3,7% so với trái đất. Nhưng nhờ sự cải tiến về trọng lượng và hiệu suất của pin mặt trời, giờ đây việc sử dụng năng lượng mặt trời đã mang đến hiệu quả tốt hơn về kinh tế và kỹ thuật.

Các tàu thăm dò trước đây đã sử dụng Plutonium-238

Tất cả các tàu thăm dò không gian trước đây đến Sao Mộc đều sử dụng Plutonium-238 trong một máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ. Họ đã sử dụng nhiệt lượng tỏa ra từ một thanh phóng xạ để tạo ra điện.

Plutonium-238 có chi phí khá cao tuy nhiên chúng là loại vật liệu phù hợp nhất cho các nhiệm vụ trong không gian. 18 kg vật liệu sẽ được cung cấp năng lượng cho tàu thăm dò không gian Juno. Với chi phí khoảng 11 triệu đô la/ kg thì tổng chi phí đầu tư vào khoảng 200 triệu đô la.

Một điều chúng ta không thể phủ nhận rằng plutonium-238 rất nguy hiểm cho các phi hành gia vì đặc tính phóng xạ của nó.

Pin mặt trời đa lớp hiệu suất cao

Juno đã sử dụng pin mặt trời gallium arsenide do công ty Spectrolab sản xuất, 60% lượng sản phẩm của họ được sử dụng trong các ứng dụng ngoài không gian. Trong điều kiện tối ưu, các cell sẽ đạt được mức hiệu suất 28%.

Các cell đa lớp có thể có hiệu suất cao hơn nhiều so với các tấm pin mặt trời chúng ta đặt trên mái nhà vì chúng có nhiều lớp chuyển đổi các bước sóng năng lượng ánh sáng khác nhau thành năng lượng điện. Đã có những nhà sản xuất đang cố gắng tìm cách giảm giá thành cho công nghệ này. Tuy nhiên giá thành của các tấm pin này là quá đắt so với các tấm pin phổ biến trên thị trường solar hiện nay.

Tại sao NASA chọn năng lượng mặt trời cho tàu thăm dò không gian Juno

Ảnh hoàn thiện của Juno. Nguồn: NASA/JPL

Juno bao gồm 19.000 cell pin mặt trời được sắp xếp thành ba cánh lớn có thể gấp lại rộng 2,7 mét, dài 3,9 mét và tổng diện tích bề mặt hệ thống là 60 mét vuông. NASA cho biết trên quỹ đạo trái đất hệ thống sẽ tạo ra khoảng 14 kWp, điều đó có nghĩa là hệ thống sẽ chỉ hoạt động với hiệu suất khoảng 23% chứ không phải tối đa là 28%.

Họ dự kiến ​​sẽ cung cấp khoảng 486W ở vị trí trên sao mộc hiện tại của Juno, cách mặt trời 780 triệu km. Khoảng hơn 150W sẽ được sử dụng để giữ ấm cho đầu dò không gian , hệ thống thiết bị thăm dò sẽ cần khoảng 250W để hoạt động. Tổng trọng lượng của các tấm pin mặt trời cho Juno lên tới gần 340 kg.

Phát triển trong tương lai

Các tàu thăm dò không gian NASA trong thập kỷ tới sẽ được trang bị các tấm pin mặt trời cung cấp năng lượng lớn hơn nhiều so với Juno. Điều này giúp chúng ta hay vọng sẽ phóng được các tàu thăm dò năng lượng mặt trời tới Sao Thổ. Nơi mà cường độ ánh sáng mặt trời chỉ bằng 1,1% so với trái đất.

Nguồn : www.solarquotes.com

>