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                  從迷失太空到相伴太陽:SoHO衛星的25年非凡之旅

                  從迷失太空到相伴太陽:SoHO衛星的25年非凡之旅

                  【摘要】:
                  SoHO(太陽和太陽圈探測器)衛星在太空工作的時長已經遠遠超出了NASA(美國國家航空航天局)和ESA(歐洲航天局)工程師的想象。然而,如果不是帥福得電池為它提供動力,恐怕SoHO的任務還未開始就已結束。

                   

                    SoHO(太陽和太陽圈探測器)衛星在太空工作的時長已經遠遠超出了NASA(美國國家航空航天局)和ESA(歐洲航天局)工程師的想象。然而,如果不是帥福得電池為它提供動力,恐怕SoHO的任務還未開始就已結束。
                    SoHO曾在太空中兩次失去聯系,最初設計的兩年服役期到現在已經超過了25年,但直到今天,SoHO衛星仍在圍繞太陽運行,向地球上的科學家發回重要數據。它能工作至今的一個重要原因就是衛星內部搭載了帥福得電池。
                    SoHO由ESA和NASA于1995年12月聯合發射,目的是通過繞日飛行了解太陽內部結構、外部大氣結構和太陽風活動。按照設計,它應于1998年結束任務。然而直到今天,它仍在正常工作,并可能持續工作到2025年,屆時它在太空的工作壽命將長達30年之久。
                    帥福得電池--太空生存的動力之源
                    這么長的服役時間在當時是無法想象的,因為在發射兩年半后,由于一次常規操作中的失誤,SoHO衛星幾乎永遠失聯。 按照設計,SoHO應在日地拉格朗日L1點附近飛行。在這個點上,地球和太陽的重力場相互抵消,SoHO將在兩大星體間保持靜止,穩定飛行。
                    然而,在校準保持衛星位置的陀螺儀時,地勤人員失去了對衛星的控制。更糟糕的是,由于SoHO的太陽能電池板也不在規定位置,因此它無法為衛星提供電力。地勤人員首先要做的是確定衛星位置,然后重新恢復與衛星的聯系,為此他們持續奮戰了數月。很多科學家曾因多次嘗試失敗而放棄,結果三個月后卻迎來了成功。期間,只有電池在維持SoHO的運轉。

                   

                   

                    這正是為什么衛星要裝配電池的原因。 繞地飛行的衛星在每次軌道運行期間會有一段時間接收不到太陽光,所以它們通常需要電池來供電。 而SoHO的設計是讓太陽能電池板始終面向太陽,所以電池只在緊急情況下才啟用。 幸運的是,它真的起作用了。
                    太空電池不同于普通電池。它必須又小又輕,因為向太空發射火箭時,每增加一點重量都會增加發射的成本。它還必須能夠承受火箭發射時的振動,等進入太空,又要能適應極大的溫差。朝向太陽一側的衛星表面溫度可以高達250°C,而背向太陽的一側溫度可以低至零下150°C。所以衛星電池要能耐受這些極端情況,同時又必須在-10°C至40°C的溫度下工作。電池必須滿足所有這些要求,如果電池失效,衛星生命也就結束了。因此絲毫沒有犯錯的余地。


                    下一代太空電池
                    為SoHO供電的是一種鎳基電池,它是帥福得自上世紀60年代以來為太空應用而專門研發的,并經過了多次升級換代。比如,最早發射的連接全球衛星導航系統的10顆GPS衛星(全球衛星定位系統)上搭載的就是帥福得電池。

                   

                   

                    帥福得于1990年開始研發SoHO電池。SoHO進入太空時,新一代電池已經開始替代鎳基技術電池。 自2000年初,鋰離子電池開始投入使用,現在已成為帥福得太空電池項目的標配。這些電池的重量只有原來的五分之一,卻能提供相同的電池容量,帶來無可估量的優勢。
                    電池的壽命通常比所搭載的衛星壽命要長。當燃料耗盡而無法調整位置,或因所使用的技術需要更新時,衛星通常就會退役。 然而,SoHO的使用壽命比普通衛星的壽命長得多,充分證明了帥福得電池的耐用性。
                    2022年,科學家將對SoHO的狀況進行評估,但SoHO可能會在2025年之前持續發回觀測數據。SoHO提供的信息為人們揭示了太陽的運行情況,包括太陽可見表面下的復雜氣流。SoHO也是太空天氣研究的重要數據來源,比如我們知道了太陽風的擾動可以觸發地球上的地磁風暴。
                    目前共有6000多篇科學論文采用了從SoHO發回的數據。此外,SOHO還發現了4000多顆彗星,約占已知彗星總數的一半,幾乎每三天就會發現一顆新的彗星。等到SoHO最終退役時,它必將對人類知識做出無與倫比的貢獻。但如果沒有那一塊小小的電池,可能在發射18個月之后,這一切早就戛然而止了。

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