前言：小卫星已经具备较为成熟的技术体系，以其研制成本低、发射成本低等特点，成为各类有效载荷快速入轨的优先选择。小卫星类型广泛，包括光学遥感卫星、合成孔径雷达（SAR）卫星、通信卫星、空间环境探测卫星以及其他科学探测卫星等，小卫星技术在国计民生、国防安全等领域正逐渐发挥更大作用。

“小卫星技术介绍”系列文章将系统介绍卫星各分系统及相关技术，涵盖电源分系统、综合电子学分系统、有效载荷分系统、姿态和轨道控制分系统、结构分系统、热控分系统、测控和数传分系统、AIT等，多期连载发布，力求从功能组成、技术原理以及发展趋势等方面进行介绍，同时结合航天技术资讯，加深读者对文章的理解。系列文章旨在通过对小卫星各分系统及相关技术专项介绍，帮助读者快速了解小卫星系统组成、基本工作原理和AIT技术环节等，掌握小卫星研制相关的技术通识。

大家好，我是科学家们制造的人造卫星。我的兄弟姐妹有很多，都正绕着地球为人类工作呢。我们的工作和人类的生活息息相关。人类通过我们，可以接收广播电视信号、获取地球资源信息、获得导航定位信息等等。

如果把卫星比作一名执行任务的士兵，那么卫星这名士兵手中的武器就是有效载荷。正如不同任务的士兵，武器各不相同一样，卫星的功能不同，有效载荷也各不相同。比如对地遥感卫星用相机做载荷，通信卫星用通信设备和天线做载荷，气象卫星用红外分光仪和大气探测仪做载荷。

不过，今天重点不是要给大家介绍卫星这名士兵的武器，而是要先带大家认识一下士兵这个人。           

对照上面这张图，大家可以有一个更直观的了解。

士兵的大脑是综合电子学分系统，它控制着整星按照地面上注的任务工作；士兵的心脏就是卫星电源分系统，它时时刻刻不停工作，保证卫星各个部分有能源供给；士兵的骨骼是结构分系统，塔为整星提供良好的机械支撑；士兵的双脚是姿轨控分系统，它让卫星在规定的位置朝向规定的方向；士兵的战斗服是热控分系统，它为整星提供温度保障；士兵的通信设备，是测控与数传分系统，它把当前的信息和数据发送回总部，并按照总部的命令战斗。

正如心跳是一个人最重要的生命体征一样，卫星的心跳——电源系统母线电压参数，也是一颗卫星最重要的指标之一。不仅如此，整个卫星的寿命很大程度上取决于这颗“心脏”的寿命，大部分卫星失效都与电源蓄电池寿命终结最终失效有关。下面，我就为大家重点介绍一下卫星的心脏——卫星电源系统。

对于不同的空间任务要求，卫星的“心脏”结构也是不同的。大体可分为传统卫星电源系统，载人航天飞行器电源系统和深空探测飞行器电源系统三种类型。

传统卫星电源系统是由太阳电池阵和蓄电池组组成的联合供电系统，卫星在光照区工作时，由太阳电池阵为卫星系统供电、为蓄电池充电；卫星在阴影区工作时，则由蓄电池为整星供电。

载人航天飞行器的电源系统，因为必须保证航天员的安全，所以除了传统的太阳电池阵-蓄电池联合供电电源外，一般还安装一次化学电池电源，用以保证载人航天飞行器电源的可靠性；除此之外，还须安装燃料电池电源系统，它的反应物是水，不仅可以为系统提供电源，还可以为航天员提供饮用水源。

深空探测类的卫星，长期在暗黑的宇宙空间中工作，很难保证卫星的光照条件，因此大多采用核能电源为整星供电。核电源是用放射性同位素或反应堆做热源，通过热电转换，实现电能的产生。主要的转换方式有：温差发电、热离子发电、朗肯循环发电、布雷顿循环发电和斯特拉循环发电。前两种热能直接转变为电能，为静态方式，静态热电转换系统由于没有高速转动部件，可靠性更高，稳定性更强，应用较广泛；而后三种热能通过机械能转变为电能，为动态方式，稳定性较低，应用较少。

在这三种类型的卫星电源系统当中，传统卫星电源系统应用最为广泛。它是由太阳电池阵、蓄电池组和电源控制器三部分组成的，其中，由太阳电池阵通过光电效应产生电能，由蓄电池储存电能，而电源控制器则负责调节保护整个电源系统。

在后面的文章，我们将分别针对卫星电源系统中电能产生、电能储备和电能控制3个部分进行说明，了解卫星能源系统中电能流动的全过程！

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2019年5月，山东大学前沿交叉科学青岛研究院获准设立空间天文物理融合研究中心。该中心是山东大学空间科学研究院在一校三地战略指引下积极筹建的空间科技学科集群与空天探测学科交叉大平台的重要组成部分。

通过成建制引进，中心已组建起“小卫星技术与空间态势感知”核心团队，正在小卫星设计和部分空间探测载荷关键技术方面聚力攻关，以掌握探测设备关键技术，搭建天地一体化空间环境探测系统，实现学科建设重大突破，提升我校空间科学与技术学科学术竞争力。

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