Verbrennungsbatterien: der beste Partner für kurzfristige Weltraumreisen

Die Sonne scheint und die Bäume sind grün. Sie können am Wochenende einen Kurztrip machen und köstliches Essen probieren, das ist faszinierend. Wie also füllt ein Raumschiff während einer kurzen Reise seine Energiereserven wieder auf?

Bei der Erforschung des Weltraums unterscheiden sich die Missionen der Raumfahrzeuge: Einige umkreisen feste Planeten und beziehen ihre Energie von der Sonne, die kontinuierlich Licht und Wärme aussendet. Einige tauchen in den Weltraum ein und erforschen unbekannte Gebiete, was eine extrem lange Batterielaufzeit erfordert, und die Vorteile teurer Isotopen-Kernbatterien kommen voll zum Tragen. Was „Kurzzeitreisen“ betrifft, müssen Raumfahrzeuge „ihr Portemonnaie schonen“ und die Kosten sorgfältig kalkulieren, und Verbrennungsbatterien werden zu einer seltenen Option.

Der Reiz von Verbrennungsbatterien liegt darin, „aus Dreck Gold zu machen“, was äußerst kostengünstig ist. Der Brennstoff in einigen Verbrennungszellen hat die Form einer aufgerollten Mückenspirale und besteht aus einer Mischung eines brennbaren Materials (wie Magnesium oder Silizium) und eines Oxids (wie Kaliumoxid). Darüber hinaus handelt es sich bei dem Füllgas in der Nähe des Brennstoffs um Argon, ein Inertgas, das bei extrem hohen Temperaturen als Schutzgas wirken und so die Lebensdauer des Brennstoffs verlängern kann. Da Magnesium, Silizium und andere Materialien auf der Erde weit verbreitet sind, sind auch die verwendeten Oxide äußerst verbreitet, und die industriellen Herstellungskosten von Argon sind niedrig, und seine Produktion, Lagerung und Verwendung sind relativ sicher und bequem, was zusammen die Verbrennungsbatterie „billig“ macht.

In naher Zukunft werden Menschen Mars, Venus, Merkur usw. häufiger erforschen und es wird praktisch sein, Roboter einzusetzen, um vor Ort Materialien zu beschaffen, Argongas vorzubereiten und die Sonden bequem mit Nachschub zu versorgen.

Der wesentliche Vorteil von Verbrennungsbatterien besteht darin, dass sie effizient und stabil arbeiten. Um die Effizienz zu verbessern, besteht das Gehäuse der Verbrennungsbatterie üblicherweise aus Magnesiumsilikat, das über sehr gute Wärmedämmeigenschaften verfügt, um eine geeignete Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Während die Mückenspirale langsam brennt, erhitzt sie das umgebende Argongas, wodurch es sich ausdehnt und den Kolben im Kolbengenerator antreibt, wodurch Strom erzeugt wird. Das heiße Argongas gelangt weiter zum Boden der Batterie, und nachdem es abgekühlt ist, kehrt es zur Oberseite der Batterie zurück, dehnt sich aufgrund der Hitze erneut aus und treibt den Kolben an, um Elektrizität zu erzeugen ... Dieser Zyklus wird fortgesetzt. Basierend auf diesem stabilen Betrieb, der dem eines Motorradkolbens ähnelt, wird erwartet, dass die Verbrennungsbatterie etwa 40 % der thermischen Energie in elektrische Energie umwandelt.

Im Allgemeinen kann der Detektor mit der brennenden Batterie 20 Tage lang ununterbrochen arbeiten und bei Temperaturen von mehreren zehn Grad unter Null Celsius oder extrem hohen Temperaturen von bis zu 465 Grad Celsius stabil arbeiten und auch in einer lichtlosen Umgebung „voller Energie“ sein. Mithilfe von Verbrennungsbatterien kann die Sonde tief in die Eisschichten fremder Planeten eintauchen und auf der heißen Oberfläche der Venus operieren.

Im Großen und Ganzen sind Verbrennungsbatterien im Vergleich zu teuren Isotopen-Kernbatterien, deren Brennstoff nach jedem Einsatz aufgebraucht ist, äußerst „menschenfreundlich“, sicherer und stabiler und können als „bester Partner“ für kurzfristige Weltraumerkundungsmissionen bezeichnet werden.