|
Энергия солнечного излучения может быть преобразована непосредственно в электрическую с помощью так называемых солнечных фотоэлементов, в основе которых лежит использование чудесных свойств полупроводниковых материалов —¦ кремния, германия и др. Кванты солнечной энергии — фотоны, падающие на поверхность полупроводникового фотоэлемента, генерируют в нем электрический ток. Впервые свет вызвал ток в опыте А. Г. Столетова 26 февраля 1888 г. О возникновении такого тока свидетельствует, например, отклоняющаяся стрелка обычного селенового фотоэкспонометра, хорошо известного фотолюбителям. Однако в таком селеновом фотоэлементе в электроэнергию преобразуется всего 1% падающей солнечной энергии. В лучших из известных кремниевых фотоэлементов эта величина достигает 9—12% )> а теоретически она может достигать 20—25% (интересно, что зеленые части растений улавливают не более 8% падающей энергии). Это значит, что в лучшем случае лишь !4—У5 солнечной энергии может быть превращена в электроэнергию и для мощности в 1 кет понадобится поверхность батареи более 4—5 м2. В настоящее же время с м2 поверхности солнечных фотоэлементов удается получать не более 100 вг, т. е. для мощности в 1 кет требуется поверхность в 10 м2. Практически же для применяющихся космических солнечных батарей величина общего к. п. д. батареи не превышает 7—8%, а часто снижается даже до 1 %; поэтому, например, станция мощностью 980 вг4 о которой упоминалось выше, имеет площадь солнечной батареи более 21 кв. м; она состоит из 80 000 отдельных солнечных фотоэлементов).
|
Чтобы проиллюстрировать диапазон требующих учета факторов, можно привести пример. В случае применения турбогенераторных преобразователей энергии наличие вращающихся машинных частей (ротора) со значительным моментом инерции сильно усложняет проблему динамической стабилизации летательного аппарата, что может даже исключить возможность применения таких установок, в частности, на космических обсерваториях.
Поскольку именно вес электростанции является основным в общем весе электроракетной двигательной установки, то к. п. д. двигателя может оказаться решающим при выборе типа двигателя для применения на ракете данного назначения.
Кратковременно электротермические двигатели могут развивать еще значительно большие тяги, что может оказаться очень важным при маневрировании.