空間站里的“斯特林發(fā)電機(jī)”

你知道嗎？在200 多年前，英國科學(xué)家羅巴特·斯特林發(fā)明了一種特殊的發(fā)電機(jī)，它的工作原理有點(diǎn)像“熱脹冷縮”：在機(jī)器外部進(jìn)行加熱，促使內(nèi)部的氦氣吸熱膨脹，并在冷端收縮，從而將溫差轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿ΑＭ瑫r(shí)，這種發(fā)電機(jī)還不挑燃料，無論是太陽能、燃油、煤炭、木柴，還是核燃料棒，只要這種燃料能促使機(jī)器內(nèi)部的氦氣產(chǎn)生合適的溫差就行。

斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置位置

斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置內(nèi)部

斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置示意圖

在中國空間站里就有一個(gè)外燃式發(fā)電機(jī)：斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置，它位于航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜的左下角，能將熱能轉(zhuǎn)化為電能，有合適的溫差就能工作。

現(xiàn)階段，中國空間站運(yùn)行在距離地面約400 千米的軌道上，空間站主要使用太陽能電池，利用光電效應(yīng)發(fā)電。但是隨著航天器到太陽的距離越來越遠(yuǎn)，太陽能電池組的效率明顯下降，甚至都不起作用。

中國空間站艙外全景相機(jī)拍攝畫面

將來，如果人類的腳步踏入月球背面、火星、木星，甚至更遙遠(yuǎn)的深空，航天器接收到太陽的光照會越來越弱，那時(shí)太陽能發(fā)電就指望不上了。怎么辦呢？此時(shí)，斯特林發(fā)電機(jī)就體現(xiàn)出獨(dú)特的價(jià)值——只要給個(gè)合適熱源和溫差，它就可以發(fā)電！

在深空探測中，斯特林發(fā)電機(jī)的熱源可使用成熟的核燃料技術(shù)，壽命長、發(fā)熱穩(wěn)定，這樣就有希望解決空間電源的使用需求。同時(shí)，斯特林發(fā)電機(jī)還具有高效率、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、啟動快和振動小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，真是深空探測的好幫手！

（本文摘編自中國載人航天微信公眾號 ）