太阳能电池板
在空间站所有的组件中,太阳能电池板最显眼,面积最大。通常来说国际空间站和一个足球场一样大。如果去掉太阳能电池板的话,空间站可能就比足球场周边的跑道大不了多少了。空间站一共有8组太阳能电池翼(每个电池翼包含两片太阳能电池板)。每个电池翼长约34米,宽约12米,而一个羽毛球场的长度是13.40米,双打场地宽6.10米。如果将这个电池翼放在4个羽毛球场上,宽度会略微超出一点,而长度方面却还有7米多的余量。
国际空间站的一个太阳能电池翼
空间站上的蓄电池组
从远处看空间站,空间站就像一只飞翔在太空中的大鸟,巨大的太阳能电池板就像大鸟的翅膀。每组太阳能电池翼通过一个可以转动的机关连接到空间站上,可以根据需要调节方向。空间站绕着地球转圈,当它转到向阳面时,转动机关可以使太阳能电池板正对太阳光照的方向,获得最大的发电效率,为空间站提供电能。当空间站转到背阳面时,调节太阳翼的方向可以减少空间站飞行的阻力,想象一下滑翔中的小鸟收起了翅膀。空间站工作在约400千米的高空,空气非常稀薄(空气密度约为地面空气密度的千亿分之一),所以空气阻力非常小。但是如果长期积累,也会使空间站的速度和高度下降。早期空间站在运行的过程中,每间隔一段时间需要启动火箭发送机进行加速,避免空间站高度下降过快而坠毁。现在,保持速度通常是利用连接在空间站尾部的飞船加速来实现的(在后面的章节中会介绍)。
8组电池板同时工作,最大的时候能提供84~120千瓦的功率,这个电力相当于40个普通家庭1小时的用电量。一般情况下,太阳能电池板产生的电力是用不完的,剩余的部分储存在空间站上的蓄电池中。当空间站转到地球的夜晚一侧时,太阳能电池不发电,空间站上需要的能量就来源于这部分储存的电能。空间站的蓄电池组由24块蓄电池组成,每块电池包含76个镍氢电池单元。镍氢电池具有寿命长(大于5年)、稳定性好、能多次反复充电等特点,特别适合空间站这样的飞行器,在20世纪70年代到21世纪初被广泛使用,比如哈勃望远镜和行星探测器。这种电池最大的缺点就是在不工作时自己容易放电,在实际使用的过程中需要经常充电,因此现在逐渐被锂电池所取代。