燃燒電池：太空短期旅行“最佳拍檔”

陽光普照，綠樹成蔭，大家可以在周末邂逅一場短期旅行，品嘗美食，令人神往。那么航天器開展短期旅行會如何補充能量呢？

在空間探索過程中，航天器的使命各不相同：有的圍繞著固定的星球軌跡，能量來自源源不斷地發(fā)光發(fā)熱的太陽；有的前往深空，探索未知區(qū)域，需要超長時間續(xù)航，造價昂貴的同位素核電池優(yōu)勢盡顯；至于“短期游”，航天器需要“掂量掂量腰包”，仔細核算成本，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”，極具性價比。某些燃燒電池的燃料形狀獨特，酷似盤繞的蚊香，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保護氣體，延長燃料使用壽命。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)、儲存和使用都比較安全方便，共同成就了燃燒電池的“白菜價”。

暢想不遠的將來，人類將更頻繁地探索火星、金星、水星等，方便使用機器人就地取材，制備氬氣，對探測器便捷地進行補給。

燃燒電池的重要優(yōu)勢是工作狀態(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，推動活塞發(fā)電機里的活塞，生成電能。熱氬氣會進一步來到電池下方，被冷卻后，回到電池頂部，再次受熱膨脹，又推動活塞發(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。

一般來講，燃燒電池能讓探測器連續(xù)工作20天，而且在零下數(shù)十攝氏度的低溫中或465攝氏度的極端高溫下穩(wěn)定工作，還能在無光環(huán)境下“元氣滿滿”。借助燃燒電池，探測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行。

綜合來看，相比燃料用一次就少一次、造價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”。