美國(guó)航天器使用核電池的歷史

　　從上世紀(jì)中葉起，美國(guó)在“先驅(qū)者”10號(hào)、11號(hào)探測(cè)器，“旅行者”1號(hào)、2號(hào)探測(cè)器，木星和土星探測(cè)器中，都使用了同位素溫差發(fā)電器作為電源。就是因?yàn)椴捎煤穗娫?，美?guó)“旅行者1號(hào)”行星探測(cè)器，才創(chuàng)造了世界衛(wèi)星遠(yuǎn)航史上的輝煌紀(jì)錄。目前它是離地球最遠(yuǎn)(飛行約近200億公里)和飛行速度最快的人造衛(wèi)星。它用了36年的時(shí)間，飛行到了太陽(yáng)系的邊緣。

　　以钚238放射性同位素作熱源的同位素溫差發(fā)電器，曾用于美國(guó)“子午儀”號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星(低軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系列。又稱(chēng)海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，英文縮寫(xiě)為NNSS。主要功用是：為核潛艇和各類(lèi)海面艦船等提供高精度斷續(xù)的二維定位，用于海上石油勘探和海洋調(diào)查定位、陸地用戶(hù)定位和大地測(cè)量等。從1960年4月到80年代初共發(fā)射30多顆。美國(guó)在1964年4月發(fā)射“子午儀”號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星時(shí)，因發(fā)射失敗衛(wèi)星所攜帶的放射性同位素源被燒毀，钚238散布在大氣層中并擴(kuò)散至全球。后來(lái)改用特種石墨作同位素源外殼，以防燒毀。)、“林肯”號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星(早在1965年，美國(guó)林肯號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星上便使用钚238放射性同位素作熱源的同位素溫差發(fā)電器)和“雨云”號(hào)衛(wèi)星(是美國(guó)第二代試驗(yàn)氣象衛(wèi)星系列。從1964年8月到1978年10月共發(fā)射了7顆。雨云號(hào)衛(wèi)星的任務(wù)是試驗(yàn)新的氣象觀測(cè)儀器和探測(cè)方法。美國(guó)在1965年發(fā)射的一顆軍用衛(wèi)星中，用反應(yīng)堆溫差發(fā)電器作為電源。但由于電源調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障僅工作43天。1968年5月“雨云”號(hào)氣象衛(wèi)星發(fā)射失敗時(shí)，核電源落入圣巴巴拉海峽，后被打撈上來(lái)。)。

　　前蘇聯(lián)航天器使用核電池的情況

　　另?yè)?jù)了解，前蘇聯(lián)在1967~1982年期間，共發(fā)射了24顆核動(dòng)力衛(wèi)星，都屬于海洋監(jiān)視衛(wèi)星。衛(wèi)星帶有以濃縮鈾235為燃料的熱離子反應(yīng)堆，核能功率為5~10千瓦。不過(guò)核動(dòng)力并不是用來(lái)驅(qū)動(dòng)衛(wèi)星，只是利用放射性元素衰變時(shí)放出的熱量，通過(guò)熱電偶產(chǎn)生電能給衛(wèi)星上的設(shè)備供電。這些核動(dòng)力衛(wèi)星，多在200多公里的低軌道上工作，完成任務(wù)后核反應(yīng)堆艙段與衛(wèi)星體分離，并將小型火箭推到大約1000公里的軌道，可運(yùn)行600年。

　　1978年1月24日，蘇聯(lián)“宇宙”954號(hào)核動(dòng)力衛(wèi)星發(fā)生故障，核反應(yīng)堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛(wèi)星碎片散落在加拿大境內(nèi)，造成嚴(yán)重污染。1983年1月“宇宙”1402號(hào)核動(dòng)力衛(wèi)星發(fā)生類(lèi)似故障，核反應(yīng)堆艙段在南大西洋上空再入大氣層時(shí)完全燒毀。

　　隨著后來(lái)美蘇太空競(jìng)賽的冷卻，人類(lèi)探索深空的腳步放緩。由于在近地軌道，核電池的性?xún)r(jià)比不及太陽(yáng)能電池，此外，目前全球钚238主要產(chǎn)自俄羅斯，燃料來(lái)源的局限也拖累了核電池的發(fā)展、應(yīng)用。

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