Lansiwyd “Modiwl Craidd Tianhe” yn llwyddiannus!Sut i ddatrys problem defnydd ynni ar yr orsaf ofod a pha mor ddiogel ydyw?

Ar Ebrill 29, fe wnaeth roced cludo Yao-2 Long March 5B gludo modiwl craidd Tianhe yr orsaf ofod i'r awyr yn llwyddiannus ar Safle Lansio Gofod Wenchang yn Tsieina.Mae hon yn foment hanesyddol arall yn hanes hediad gofod â chriw fy ngwlad yn dilyn llwyddiant llwyr hediad cyntaf roced cludo Long March 5B ym mis Mai 2020.

        Mae Gorsaf Ofod â Chri Tsieina, y cyfeirir ati fel Gorsaf Ofod Tsieina neu Orsaf Ofod Tiangong, yn system labordy gofod gyda nodweddion Tsieineaidd wedi'u hymgynnull mewn orbit.Uchder orbitol yr orsaf ofod yw 400-450 cilomedr, yr ongl gogwydd yw 42-43 gradd, enw'r orsaf ofod â chriw yw "Tiangong", ac enw'r llong ofod cargo yw "Tianzhou".Mae Gorsaf Ofod Tsieina yn defnyddio'r “Modiwl Craidd Tianhe” tri chaban, “Modiwl Arbrofol Wentian” a “Modiwl Arbrofol Mengtian” fel y cyfluniad sylfaenol.

        Modiwl craidd Tianhe yw canolfan gorchymyn a rheoli gorsaf ofod y dyfodol.Bydd bywyd dyddiol y gofodwyr yn cael ei gynnal yma, a bydd rhai arbrofion gwyddor gofod ac arbrofion technegol yn cael eu cynnal yma.Er mwyn gwneud bywyd hirdymor gofodwyr yn y gofod yn fwy cyfforddus, mae'r modiwl craidd yn darparu tua 50 metr ciwbig o le i ofodwyr weithio a byw.Yn ogystal ag uwchraddio'r ardal gysgu, mae ardal glanweithdra arbennig ac ardal chwaraeon hefyd wedi'u hychwanegu.Yn ogystal, gellir cysylltu WIFI â'r Rhyngrwyd yn y caban craidd.Gyda system mor enfawr, mae'r galw am drydan yn cael ei uwchraddio'n gyfatebol i bron deirgwaith yn fwy na'r "Tiangong No. 2", sy'n gofyn am amddiffyniad pŵer cryf.

        Yn y gofod, yr unig ffynhonnell ynni ar gyfer y modiwl craidd yw ynni'r haul. Felly, mae gan gaban craidd Tianhe ddau bâr o adenydd celloedd solar ardal fawr, gydag ardal adain sengl o 67 metr sgwâr.Mae'n trosi ynni solar yn ynni trydan yn yr ardal oleuedig i'w ddefnyddio yn y caban cyfan, ac ar yr un pryd yn storio ynni ar gyfer y batri i'w ddefnyddio pan fydd y caban craidd yn hedfan i'r ardal gysgodol.Roedd gallu cynhyrchu pŵer cychwynnol y ddwy set hyn o adenydd celloedd solar yn fwy na 18,000 wat, sy'n llawer uwch nag unrhyw long ofod flaenorol yn Tsieina.

Dim ond 3 metr yw rhychwant adain sengl adain batri solar "Tiangong-2", ac mae gosodiad adain sengl adain batri caban craidd Tianhe wedi cynyddu i 12.6 metr.Mae gofod llwytho'r cerbyd lansio yn gyfyngedig, ac mae'r datblygwyr wedi cymhwyso'r adenydd batri solar hyblyg o ddefnydd aml-ddimensiwn ac aml-gam am y tro cyntaf yn Tsieina, ac mae'r broblem hon wedi'i datrys yn ddyfeisgar.Yn elwa o gymhwyso celloedd solar cyffordd triphlyg gallium arsenide gydag effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol uchel,maent, ynghyd â batris lithiwm-ion ynni uchel-benodol, yn ffurfio system bŵer bwerus i ddarparu cynhyrchu pŵer dibynadwy a digonol yn ddi-dor ar gyfer yr orsaf ofod.

Swyddogaeth arbennig arall adain batri solar craidd y caban yw y gellir dadosod a throsglwyddo'r adain gyfan yn ystod orbit.Gan gymryd i ystyriaeth y bydd adenydd celloedd solar y caban craidd yn cael eu rhwystro ar ôl cwblhau'r gwaith adeiladu gorsaf ofod dilynol, a fydd yn effeithio ar gynhyrchu pŵer, gall y gofodwyr a'r breichiau robotig ddadosod y ddwy adain celloedd solar a'u trosglwyddo y tu allan i'r caban. , a'i osod yng nghynffon y caban arbrofol ar gyfer lansiadau dilynol.Ar y truss, mae'r sianel cyflenwad pŵer yn cael ei hailadeiladu ar yr orbit i wireddu swyddogaeth ehangu'r egni ar yr orbit.

Mae'r orsaf ofod wedi bod yn gweithredu'n sefydlog ers amser maith mewn orbit, ac mae'r gofodwyr yn aros am amser hir.Diogelwch yr orsaf yw'r mater pwysicaf.Pan fydd yr orsaf ofod yn rhedeg i mewn i ardal gysgodol lle na all yr haul gael ei arbelydru, mae'r batri lithiwm-ion yn gyfrifol am bweru'r caban cyfan.Sut i sicrhau diogelwch y batri?

Mae ymchwilwyr wedi dod o hyd i ateb ar ôl ymchwil hirdymor.Cynlluniwyd aBywyd hir, mawr-gallu, diogelwch uchelbatri lithiwm-ion sy'n diwallu anghenion gweithredol yr orsaf ofod.Mae'r batri yn defnyddio diaffram ceramig, sy'n cael effaith dda o atal cylchedau byr mewnol.Ar yr un pryd, defnyddir deunyddiau gwrth-fflam yn y pecyn batri i atal y batri rhag llosgi oherwydd tymheredd uchel.

Dywedir bod 6 set o fatris lithiwm-ion yn adran graidd yr orsaf ofod, pob un â 66 o gelloedd sengl.Dyluniodd yr ymchwilwyr hefyd system rheoli batri lithiwm deallus i gyflawni rheolaeth codi tâl batri lithiwm manwl-gywir, dibynadwyedd uchel a diogelwch uchel.Mae'r mecanwaith amddiffyn tair lefel yn cael ei actifadu pan fydd y batri yn codi tâl, a gweithredir monitro tymheredd.Pan fydd y tymheredd codi tâl yn uwch na'r gwerth tymheredd diogel a osodwyd, codir tâl ar y batri ar unwaith.

Yn ystod gweithrediad mewn-orbit yr orsaf ofod am fwy na 10 mlynedd, mae angen i ofodwyr ddisodli batris lithiwm mewn orbit o bryd i'w gilydd.Sut i sicrhau gweithrediad diogel gofodwyr heb effeithio ar gyflenwad pŵer arferol yr orsaf ofod?Mae'r datblygwyr wedi darparu "yswiriant dwbl" ar gyfer y gweithrediad ailosod batri lithiwm.Mae gan y compartment craidd ddwy sianel bŵer.Pan fydd angen disodli un o'r sianeli â batri, defnyddir y sianel arall fel y prif gyflenwad pŵer.Ym mhob sianel bŵer, pan fydd angen disodli'r batri mewn unrhyw uned, caiff yr uned ei phweru i ffwrdd, a gall y ddwy uned sy'n weddill sicrhau cyflenwad pŵer arferol y sianel hon.

Yn ogystal, gosododd yr ymchwilwyr ddau switsh segmentiedig cyfochrog yn y modiwl batri lithiwm-ion.Trwy leihau foltedd y pecyn batri i ystod foltedd diogel y corff dynol, mae'n cwrdd â gofyniad foltedd diogelwch 36-folt y corff dynol ac yn amddiffyn y gofodwyr yn y maes.Diogelwch personol yn ystod gwaith cynnal a chadw rheilffyrdd.

Ar ôl i'r modiwl craidd gael ei lansio'n llwyddiannus, y genhadaeth nesaf fydd y llong ofod cargo "Tianzhou II", ac yna bydd y llong ofod â chriw yn cael ei lansio.Ar ôl y dociau “Tianzhou II” gyda'r modiwl craidd, bydd yn cario tri gofodwr.Bydd llong ofod “Shenzhou XII” hefyd yn cychwyn ar y cam paratoi lansio.Agorodd lansiad modiwl craidd Tianhe yn swyddogol y rhagarweiniad i adeiladu gorsaf ofod Tsieina, ac roedd hefyd yn garreg filltir bwysig yn hanes hediad gofod â chriw Tsieina.Roedd yn nodi bod adeiladu gorsaf ofod fy ngwlad wedi cychwyn ar y cam gweithredu llawn ac wedi gosod sylfaen gadarn ar gyfer teithiau dilynol.