"Tianhe Core Module" käivitati edukalt!Kuidas lahendada kosmosejaama energiakasutuse probleemi ja kui turvaline see on?

29. aprillil viis kanderakett Long March 5B Yao-2 edukalt õhku kosmosejaama Tianhe tuumamooduli Hiinas Wenchangi kosmosesaatmiskohas.See on järjekordne ajalooline hetk minu riigi mehitatud kosmoselendude ajaloos pärast kanderaketi Long March 5B esimese lennu täielikku edu 2020. aasta mais.

        Hiina mehitatud kosmosejaam, mida nimetatakse Hiina kosmosejaamaks või Tiangongi kosmosejaamaks, on Hiina omadustega kosmoselaborisüsteem, mis on kokku pandud orbiidile.Kosmosejaama orbitaalkõrgus on 400–450 kilomeetrit, kaldenurk 42–43 kraadi, mehitatud kosmosejaam kannab nime “Tiangong” ja kaubakosmoselaev “Tianzhou”.Hiina kosmosejaam kasutab põhikonfiguratsioonina kolme kabiiniga "Tianhe Core Module", "Wentian Experimental Module" ja "Mengtian Experimental Module".

        Tianhe tuummoodul on tulevase kosmosejaama juhtimis- ja juhtimiskeskus.Siin hakatakse ellu viima astronautide igapäevaelu ning siin viiakse läbi teatud kosmoseteaduslikke ja tehnilisi katseid.Et astronautide pikaajaline elu kosmoses mugavamaks muuta, annab tuummoodul astronautidele töötamiseks ja elamiseks umbes 50 kuupmeetrit ruumi.Lisaks magamisala uuendamisele on lisandunud ka spetsiaalne sanitaarala ja spordiala.Lisaks saab tuumkabiinis ühendada internetti WIFI.Sellise tohutu süsteemiga suureneb elektrivajadus vastavalt peaaegu kolm korda suuremaks kui Tiangong No. 2, mis nõuab tugevat toitekaitset.

        Kosmoses on põhimooduli ainus energiaallikas päikeseenergia. Seetõttu on Tianhe tuumakabiin varustatud kahe paari suure pindalaga päikesepatarei tiibadega, mille ühe tiiva pindala on 67 ruutmeetrit.See muundab päikeseenergia valgustatud alal elektrienergiaks, et seda kasutada kogu salongis, ja samal ajal salvestab energiat aku jaoks kasutamiseks, kui südamiku kabiin lendab varjutatud alale.Nende kahe päikesepatarei tiibade komplekti esialgne energiatootmisvõimsus ületas 18 000 vatti, mis ületas palju varasemaid Hiina kosmoseaparaate.

"Tiangong-2" päikesepatarei tiiva ühe tiiva siruulatus on vaid 3 meetrit ja Tianhe tuumakajuti akutiiva ühe tiiva laius on kasvanud 12,6 meetrini.Kanderaketi laadimisruum on piiratud ning arendajad on esimest korda Hiinas rakendanud paindlikud mitmemõõtmelise ja mitmeastmelise kasutuselevõtuga päikesepatarei tiivad ning see probleem on leidlikult lahendatud.Saab kasu suure tõhususega fotoelektrilise muundamise efektiivsusega galliumarseniid-päikesepatareide kasutamisest,need koos kõrge erienergiaga liitiumioonakudega moodustavad võimsa toitesüsteemi, et tagada kosmosejaamale usaldusväärne ja piisav katkematu energiatootmine.

Tuumakabiini päikesepatarei tiiva teine ​​erifunktsioon on see, et kogu tiiva saab orbiidi ajal lahti võtta ja teisaldada.Arvestades, et tuumakajuti päikesepatarei tiivad blokeeritakse pärast järgneva kosmosejaama ehituse lõppu, mis mõjutab elektritootmist, saavad astronaudid ja robotkäed kaks päikesepatarei tiiba lahti võtta ja salongist välja viia. ja paigaldatakse katsekabiini sabasse järgnevateks käivitamiseks.Sõrestikul ehitatakse toitekanal ümber orbiidile, et realiseerida orbiidil energia laiendamise funktsioon.

Kosmosejaam on orbiidil stabiilselt töötanud pikka aega ja astronaudid jäävad kauaks.Jaama ohutus on kõige kriitilisem küsimus.Kui kosmosejaam jookseb varjualale, kus päikest ei saa kiiritada, vastutab liitiumioonaku kogu salongi toiteallika eest.Kuidas tagada aku ohutus?

Teadlased on leidnud lahenduse pärast pikaajalist uurimistööd.Nad kujundasid apika elueaga, suure võimsusega, kõrge turvalisusegaliitiumioonaku, mis vastab kosmosejaama töövajadustele.Aku kasutab keraamilist membraani, mis hoiab hästi ära sisemise lühise.Samal ajal kasutatakse akupakis leegiaeglustavaid materjale, et vältida aku põlemist kõrge temperatuuri tõttu.

On teatatud, et kosmosejaama südamikukambris on 6 komplekti liitiumioonakusid, millest igaühes on 66 üksikelementi.Teadlased kavandasid ka intelligentse liitiumaku juhtimissüsteemi, et saavutada ülitäpne, kõrge töökindlus ja üliturvaline liitiumaku laadimise juhtimine.Kolmeastmeline kaitsemehhanism aktiveerub aku laadimise ajal ja rakendatakse temperatuuri jälgimist.Kui laadimistemperatuur on seatud ohutu temperatuuri väärtusest kõrgem, laaditakse akut kohe.

Kosmosejaama üle 10 aasta kestnud orbiidil töötamise ajal peavad astronaudid perioodiliselt vahetama orbiidil olevaid liitiumakusid.Kuidas tagada astronautide ohutu töö ilma kosmosejaama tavapärast toiteallikat mõjutamata?Arendajad on liitiumpatareide vahetamiseks pakkunud topeltkindlustust.Südamiku sektsioonis on kaks toitekanalit.Kui üks kanal tuleb asendada akuga, kasutatakse peamise toiteallikana teist kanalit.Igas toitekanalis, kui mis tahes seadme aku tuleb välja vahetada, lülitatakse seade välja ja ülejäänud kaks seadet suudavad tagada selle kanali normaalse toiteallika.

Lisaks paigaldasid teadlased liitiumioonaku moodulisse kaks paralleelset segmenteeritud lülitit.Vähendades akupaki pinget inimkeha ohutusse pingevahemikku, vastab see inimkeha 36-voldise ohutuspinge nõudele ja kaitseb astronaute välitingimustes.Isiklik ohutus raudtee hoolduse ajal.

Pärast põhimooduli edukat käivitamist on järgmiseks missiooniks kaubakosmoselaev "Tianzhou II" ja seejärel mehitatud kosmoselaev.Pärast "Tianzhou II" põhimooduliga dokkimist kannab see kolm astronauti.Kosmoselaev "Shenzhou XII" siseneb samuti stardi ettevalmistusfaasi.Tianhe tuummooduli käivitamine avas ametlikult Hiina kosmosejaama ehitamise eelmängu ning oli ka oluline verstapost Hiina mehitatud kosmoselendude ajaloos.See näitas, et minu kodumaa kosmosejaama ehitamine on jõudnud täieliku elluviimise etappi ja pani tugeva aluse järgmistele missioonidele.