"Tianhe Core Module" blev lanceret med succes!Hvordan løser man problemet med energiforbrug på rumstationen, og hvor sikkert er det?

Den 29. april bragte Long March 5B Yao-2 bæreraket rumstationen Tianhe kernemodul i luften med succes på Wenchang Space Launch Site i Kina.Dette er endnu et historisk øjeblik i mit lands bemandede rumfarts historie efter den fuldstændige succes med den første flyvning med Long March 5B-raketten i maj 2020.

        China Manned Space Station, kaldet China Space Station eller Tiangong Space Station, er et rumlaboratoriesystem med kinesiske karakteristika samlet i kredsløb.Rumstationens kredsløbshøjde er 400-450 kilometer, hældningsvinklen er 42-43 grader, den bemandede rumstation hedder "Tiangong", og lastrumfartøjet hedder "Tianzhou".China Space Station bruger tre-kabinet "Tianhe Core Module", "Wentian Experimental Module" og "Mengtian Experimental Module" som den grundlæggende konfiguration.

        Tianhe-kernemodulet er kommando- og kontrolcenteret for den fremtidige rumstation.Her vil astronauternes daglige liv blive udført, og her vil der blive udført visse rumvidenskabelige eksperimenter og tekniske eksperimenter.For at gøre det langsigtede liv for astronauter i rummet mere behageligt, giver kernemodulet omkring 50 kubikmeter plads til astronauter at arbejde og leve.Udover at opgradere sovepladsen er der også tilføjet et særligt sanitetsområde og et idrætsområde.Derudover kan WIFI tilsluttes internettet i kernekabinen.Med et så stort system er elbehovet tilsvarende opgraderet til næsten tre gange større end "Tiangong No. 2", som kræver stærk strømbeskyttelse.

        I rummet er den eneste energikilde til kernemodulet solenergi. Derfor er Tianhe-kernekabinen udstyret med to par store solcellevinger, med et enkelt vingeareal på 67 kvadratmeter.Den omdanner solenergi til elektrisk energi i det oplyste område til brug i hele kabinen, og lagrer samtidig energi til batteriet til brug, når kernekabinen flyver til det skraverede område.Den oprindelige strømproduktionskapacitet for disse to sæt solcellevinger oversteg 18.000 watt, hvilket langt oversteg noget tidligere rumfartøj i Kina.

Enkeltvinget spændvidde på solbatterivingen på "Tiangong-2" er kun 3 meter, og enkeltvinget udlægning af batterivingen i Tianhe-kernekabinen er steget til 12,6 meter.Ladepladsen for løfteraketten er begrænset, og udviklerne har for første gang anvendt de fleksible solbatterivinger til multidimensionel og multi-trins udrulning i Kina, og dette problem er blevet løst genialt.Drage fordel af anvendelsen af ​​triple-junction galliumarsenid solceller med højeffektiv fotoelektrisk konverteringseffektivitet,de danner sammen med højspecifikke energi lithium-ion-batterier et kraftfuldt strømsystem til at levere pålidelig og tilstrækkelig uafbrudt strømproduktion til rumstationen.

En anden speciel funktion ved kernekabinens solbatterivinge er, at hele vingen kan skilles ad og overføres under kredsløb.Under hensyntagen til, at kernekabinens solcellevinger vil blive blokeret efter færdiggørelsen af ​​den efterfølgende rumstationskonstruktion, hvilket vil påvirke strømproduktionen, kan de to solcellevinger skilles ad og overføres uden for kabinen af ​​astronauterne og robotarmene , og installeret i halen af ​​forsøgskabinen til efterfølgende opsendelser.På spærværket genopbygges strømforsyningskanalen på banen for at realisere funktionen med at udvide energien på banen.

Rumstationen har fungeret stabilt i lang tid i kredsløb, og astronauterne bliver i lang tid.Sikkerheden på stationen er det mest kritiske spørgsmål.Når rumstationen løber ind i et skyggeområde, hvor solen ikke kan bestråles, er lithium-ion-batteriet ansvarlig for at forsyne hele kabinen.Hvordan sikrer man batteriets sikkerhed?

Forskere har fundet en løsning efter langvarig forskning.De designede enlangt liv, stor kapacitet, høj sikkerhedlithium-ion batteri, der opfylder rumstationens operationelle behov.Batteriet bruger en keramisk membran, som har en god effekt til at forhindre indvendige kortslutninger.Samtidig er der brugt flammehæmmende materialer i batteripakken for at forhindre, at batteriet brænder på grund af høje temperaturer.

Det forlyder, at der er 6 sæt lithium-ion-batterier i rumstationens kernerum, hver med 66 enkeltceller.Forskerne har også designet et intelligent lithium batteri management system for at opnå høj præcision, høj pålidelighed og høj sikkerhed lithium batteri opladningskontrol.Beskyttelsesmekanismen i tre niveauer aktiveres, når batteriet oplades, og temperaturovervågning er implementeret.Når ladetemperaturen er højere end den indstillede sikre temperaturværdi, oplades batteriet med det samme.

Under rumstationens drift i kredsløb i mere end 10 år, skal astronauter periodisk udskifte lithiumbatterier i kredsløb.Hvordan sikrer man sikker drift af astronauter uden at påvirke rumstationens normale strømforsyning?Udviklerne har givet "dobbeltforsikring" for udskiftning af lithiumbatterier.Kernerummet har to strømkanaler.Når en af ​​kanalerne skal udskiftes med et batteri, bruges den anden kanal som hovedstrømforsyning.I hver strømkanal, når batteriet i en enhed skal udskiftes, er enheden slukket, og de resterende to enheder kan sikre den normale strømforsyning til denne kanal.

Derudover installerede forskerne to parallelle segmenterede kontakter i lithium-ion-batterimodulet.Ved at reducere batteripakkens spænding til den menneskelige krops sikre spændingsområde opfylder den menneskekroppens krav til 36 volt sikkerhedsspænding og beskytter astronauterne i felten.Personlig sikkerhed under vedligeholdelse af skinner.

Efter at kernemodulet er blevet opsendt med succes, vil den næste mission være "Tianzhou II" fragtrumfartøjet, og derefter vil det bemandede rumfartøj blive opsendt.Efter at "Tianzhou II" lægger til kaj med kernemodulet, vil den bære tre astronauter."Shenzhou XII"-rumfartøjet vil også gå ind i opsendelsesforberedelsesfasen.Lanceringen af ​​Tianhe-kernemodulet åbnede officielt optakten til opførelsen af ​​Kinas rumstation, og var også en vigtig milepæl i historien om Kinas bemandede rumflyvning.Det markerede, at konstruktionen af ​​mit lands rumstation er gået ind i den fulde implementeringsfase og har lagt et solidt grundlag for efterfølgende missioner.