“Tianhe Core Module” je uspješno lansiran!Kako riješiti problem potrošnje energije na svemirskoj postaji i koliko je to sigurno?

Dana 29. travnja, raketa nosač Long March 5B Yao-2 uspješno je odnijela jezgreni modul svemirske stanice Tianhe u zrak na svemirskom mjestu za lansiranje Wenchang u Kini.Ovo je još jedan povijesni trenutak u povijesti svemirskih letova moje zemlje s ljudskom posadom nakon potpunog uspjeha prvog leta rakete nosača Long March 5B u svibnju 2020.

        Kineska svemirska postaja s ljudskom posadom, poznata i kao Kineska svemirska postaja ili Svemirska postaja Tiangong, svemirski je laboratorijski sustav s kineskim karakteristikama okupljen u orbiti.Orbitalna visina svemirske postaje je 400-450 kilometara, kut nagiba je 42-43 stupnja, svemirska postaja s ljudskom posadom nosi naziv "Tiangong", a teretna letjelica "Tianzhou".Kineska svemirska postaja koristi tri kabine "Tianhe Core Module", "Wentian Experimental Module" i "Mengtian Experimental Module" kao osnovnu konfiguraciju.

        Jezgreni modul Tianhe zapovjedno je i kontrolno središte buduće svemirske postaje.Ovdje će se odvijati svakodnevni život astronauta, ovdje će se provoditi određeni svemirski znanstveni eksperimenti i tehnički eksperimenti.Kako bi dugoročni život astronauta u svemiru bio ugodniji, modul jezgre osigurava oko 50 prostornih metara prostora za rad i život astronauta.Osim nadogradnje spavaćeg dijela, dodan je i poseban sanitarni dio te sportski dio.Osim toga, WIFI se može spojiti na internet u glavnoj kabini.S tako ogromnim sustavom, potražnja za električnom energijom je u skladu s tim nadograđena na gotovo tri puta veću od "Tiangong br. 2", što zahtijeva snažnu zaštitu napajanja.

        U svemiru je jedini izvor energije za osnovni modul solarna energija. Stoga je kabina Tianhe core opremljena s dva para krila velike površine solarnih ćelija, s površinom jednog krila od 67 četvornih metara.Pretvara sunčevu energiju u električnu energiju u osvijetljenom području za korištenje u cijeloj kabini, a istovremeno pohranjuje energiju za bateriju za korištenje kada središnja kabina odleti u zasjenjeno područje.Početni kapacitet proizvodnje energije ova dva seta krila solarnih ćelija premašio je 18.000 vata, daleko premašujući bilo koju prethodnu svemirsku letjelicu u Kini.

Jednokrilni raspon krila solarne baterije "Tiangong-2" je samo 3 metra, a jednokrilno raspoređivanje krila baterije kabine jezgre Tianhe povećano je na 12,6 metara.Prostor za utovar rakete-nosača je ograničen, a programeri su po prvi put u Kini primijenili fleksibilna solarna baterijska krila višedimenzionalnog i višestupanjskog postavljanja i taj je problem genijalno riješen.Koristeći prednosti primjene solarnih ćelija s trostrukim spojem galij arsenida s visokoučinkovitom fotoelektričnom pretvorbom,oni, zajedno s litij-ionskim baterijama visoke specifične energije, tvore moćan energetski sustav za pružanje pouzdane i dostatne neprekinute proizvodnje energije za svemirsku stanicu.

Još jedna posebna funkcija jezgre kabinskog krila solarne baterije je da se cijelo krilo može rastaviti i prenijeti tijekom orbite.Uzimajući u obzir da će krila solarnih ćelija središnje kabine biti blokirana nakon dovršetka naknadne izgradnje svemirske stanice, što će utjecati na proizvodnju energije, dva krila solarnih ćelija mogu se rastaviti i prenijeti izvan kabine od strane astronauta i robotskih ruku. , i instaliran u repu eksperimentalne kabine za kasnija lansiranja.Na nosaču, kanal napajanja je ponovno izgrađen na orbiti kako bi se ostvarila funkcija širenja energije na orbiti.

Svemirska postaja već duže vrijeme stabilno radi u orbiti, a astronauti ostaju dugo.Sigurnost stanice je najkritičnije pitanje.Kada svemirska postaja naleti na područje sjene gdje sunce ne može biti ozračeno, litij-ionska baterija je odgovorna za napajanje cijele kabine.Kako osigurati sigurnost baterije?

Istraživači su nakon dugotrajnog istraživanja pronašli rješenje.Dizajnirali su adug život, velikog kapaciteta, visoke sigurnostilitij-ionska baterija koja zadovoljava operativne potrebe svemirske postaje.Baterija koristi keramičku dijafragmu, koja ima dobar učinak u sprječavanju unutarnjeg kratkog spoja.U isto vrijeme, materijali koji usporavaju plamen koriste se u paketu baterija kako bi se spriječilo izgaranje baterije uslijed visokih temperatura.

Prijavljeno je da postoji 6 kompleta litij-ionskih baterija u središnjem odjeljku svemirske postaje, svaki sa 66 pojedinačnih ćelija.Istraživači su također dizajnirali inteligentni sustav upravljanja litijskom baterijom za postizanje visoke preciznosti, visoke pouzdanosti i visoke sigurnosti kontrole punjenja litijske baterije.Zaštitni mehanizam u tri razine aktivira se kada se baterija puni, a implementirano je i praćenje temperature.Kada je temperatura punjenja viša od postavljene sigurne vrijednosti temperature, baterija će se odmah napuniti.

Tijekom rada svemirske postaje u orbiti više od 10 godina, astronauti moraju povremeno mijenjati litijske baterije u orbiti.Kako osigurati siguran rad astronauta bez utjecaja na normalno napajanje svemirske postaje?Programeri su osigurali "dvostruko osiguranje" za operaciju zamjene litijske baterije.Odjeljak jezgre ima dva kanala za napajanje.Kada jedan od kanala treba zamijeniti baterijom, drugi kanal se koristi kao glavno napajanje.U svakom kanalu napajanja, kada treba zamijeniti bateriju u bilo kojoj jedinici, jedinica se isključuje, a preostale dvije jedinice mogu osigurati normalno napajanje ovog kanala.

Osim toga, istraživači su instalirali dva paralelna segmentirana prekidača u modul litij-ionske baterije.Smanjenjem napona paketa baterija na siguran raspon napona ljudskog tijela, on ispunjava zahtjeve za sigurnosnim naponom od 36 volti za ljudsko tijelo i štiti astronaute na terenu.Osobna sigurnost tijekom održavanja tračnica.

Nakon uspješnog lansiranja središnjeg modula, sljedeća misija bit će teretna svemirska letjelica “Tianzhou II”, a zatim će biti lansirana letjelica s posadom.Nakon što se "Tianzhou II" spoji s osnovnim modulom, nosit će tri astronauta.Svemirska letjelica “Shenzhou XII” također će ući u fazu pripreme za lansiranje.Lansiranje jezgrenog modula Tianhe službeno je otvorilo uvod u izgradnju kineske svemirske postaje, a također je bila važna prekretnica u povijesti kineskih svemirskih letova s ​​ljudskom posadom.To je označilo da je izgradnja svemirske postaje moje zemlje ušla u fazu potpune provedbe i postavila čvrste temelje za sljedeće misije.