消息！燃燒電池：太空短期旅行“最佳拍檔”

陽(yáng)光普照，綠樹(shù)成蔭，大家可以在周末邂逅一場(chǎng)短期旅行，品嘗美食，令人神往。那么航天器開(kāi)展短期旅行會(huì)如何補(bǔ)充能量呢？

在空間探索過(guò)程中，航天器的使命各不相同：有的圍繞著固定的星球軌跡，能量來(lái)自源源不斷地發(fā)光發(fā)熱的太陽(yáng)；有的前往深空，探索未知區(qū)域，需要超長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航，造價(jià)昂貴的同位素核電池優(yōu)勢(shì)盡顯；至于“短期游”，航天器需要“掂量掂量腰包”，仔細(xì)核算成本，燃燒電池就成了不可多得的選擇。

燃燒電池的魅力在于“挖土成金”，極具性價(jià)比。某些燃燒電池的燃料形狀獨(dú)特，酷似盤(pán)繞的蚊香，是由可燃物（如鎂或硅）、氧化物（如氧化鉀）混合制成的線圈。此外，燃料附近的填充氣體是氬氣，屬于惰性氣體，在極端高溫下可充當(dāng)保護(hù)氣體，延長(zhǎng)燃料使用壽命。由于鎂、硅等在地球上廣泛存在，所用氧化物也極其平常，而氬氣工業(yè)制備成本較低，生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用都比較安全方便，共同成就了燃燒電池的“白菜價(jià)”。

暢想不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類將更頻繁地探索火星、金星、水星等，方便使用機(jī)器人就地取材，制備氬氣，對(duì)探測(cè)器便捷地進(jìn)行補(bǔ)給。

燃燒電池的重要優(yōu)勢(shì)是工作狀態(tài)高效穩(wěn)定。為提升效率，燃燒電池的外殼通常由隔熱性能非常好的硅酸鎂制成，保持適宜工作溫度。隨著蚊香狀線圈緩慢地燃燒，加熱周圍的氬氣，使氬氣膨脹，推動(dòng)活塞發(fā)電機(jī)里的活塞，生成電能。熱氬氣會(huì)進(jìn)一步來(lái)到電池下方，被冷卻后，回到電池頂部，再次受熱膨脹，又推動(dòng)活塞發(fā)電……如此不斷循環(huán)，基于這種類似摩托車活塞樣式的穩(wěn)定工作，燃燒電池有望把大約40 %的熱能轉(zhuǎn)化成電能。

【資料圖】

一般來(lái)講，燃燒電池能讓探測(cè)器連續(xù)工作20天，而且在零下數(shù)十?dāng)z氏度的低溫中或465攝氏度的極端高溫下穩(wěn)定工作，還能在無(wú)光環(huán)境下“元?dú)鉂M滿”。借助燃燒電池，探測(cè)器可以潛入外星球冰層深處作業(yè)，還能在金星的高溫地表運(yùn)行。

綜合來(lái)看，相比燃料用一次就少一次、造價(jià)昂貴的同位素核電池，燃燒電池極其“親民”，更安全，更穩(wěn)定，堪稱短期太空探索任務(wù)的“最佳拍檔”。

標(biāo)簽： 推動(dòng)活塞 最佳拍檔 工作狀態(tài)