„Tianhe Core Module“ var hleypt af stokkunum með góðum árangri!Hvernig á að leysa vandamál orkunotkunar í geimstöðinni og hversu öruggt er það?

Þann 29. apríl flutti Long March 5B Yao-2 burðarflaugin geimstöðinni Tianhe kjarnaeiningu upp í loftið með góðum árangri á Wenchang geimskotstöðinni í Kína.Þetta er enn ein söguleg stund í sögu mönnuðrar geimflugs lands míns eftir að fyrsta flug Long March 5B flugeldflaugarinnar í maí 2020 náði fullkomnum árangri.

        China Manned Space Station, kölluð China Space Station eða Tiangong Space Station, er geimrannsóknarstofukerfi með kínverskum einkennum sett saman á sporbraut.Hæð geimstöðvarinnar er 400-450 kílómetrar, hallahornið er 42-43 gráður, mönnuðu geimstöðin er nefnd „Tiangong“ og flutningsgeimfarið heitir „Tianzhou“.Kína geimstöðin notar þriggja klefa „Tianhe Core Module“, „Wentian Experimental Module“ og „Mengtian Experimental Module“ sem grunnstillingu.

        Tianhe kjarnaeiningin er stjórn- og stjórnstöð framtíðar geimstöðvarinnar.Hér verður daglegt líf geimfaranna stundað og hér verða gerðar ákveðnar geimvísindatilraunir og tæknitilraunir.Til að gera langtímalíf geimfara í geimnum þægilegra veitir kjarnaeiningin um 50 rúmmetra pláss fyrir geimfara til að vinna og lifa.Auk uppfærslu á svefnrými hefur einnig verið bætt við sérstöku hreinlætisaðstöðu og íþróttasvæði.Að auki er hægt að tengja WIFI við internetið í kjarnaklefanum.Með svo risastóru kerfi er raforkuþörfin að sama skapi uppfærð í næstum þrisvar sinnum meiri en „Tiangong nr. 2″, sem krefst sterkrar orkuverndar.

        Í geimnum er eina orkugjafinn fyrir kjarnaeininguna sólarorka. Þess vegna er Tianhe kjarnaklefinn búinn tveimur pörum af stórum sólarselluvængjum, með 67 fermetra eins vængjasvæði.Það breytir sólarorku í raforku á upplýstu svæðinu til notkunar í öllu farrýminu og geymir um leið orku fyrir rafhlöðuna til notkunar þegar kjarnaklefinn flýgur á skyggða svæðið.Upphafleg orkuöflunargeta þessara tveggja setta af sólarselluvængjum fór yfir 18.000 vött, langt umfram nokkur fyrri geimfar í Kína.

Einvængja span sólarrafhlöðuvængsins „Tiangong-2″ er aðeins 3 metrar og einvængsútsetning rafhlöðuvængs Tianhe kjarnaklefans hefur aukist í 12,6 metra.Hleðslurými skotbílsins er takmarkað og verktaki hefur beitt sveigjanlegum sólarrafhlöðuvængjum í fjölvíða og fjölþrepa dreifingu í fyrsta skipti í Kína og þetta vandamál hefur verið leyst á hugvitssamlegan hátt.Að njóta góðs af beitingu þriggja móta gallíumarseníðs sólarrafhlöðu með afkastamikilli myndrafvirkni,þær, ásamt litíumjónarafhlöðum með mikla orku, mynda öflugt raforkukerfi til að veita áreiðanlega og nægilega samfellda orkuframleiðslu fyrir geimstöðina..

Önnur sérstök virkni sólarrafhlöðuvængsins í kjarnaklefa er að hægt er að taka allan vænginn í sundur og flytja hann á braut.Að teknu tilliti til þess að sólarselluvængir kjarnaklefans verða lokaðir eftir að síðari byggingu geimstöðvarinnar lýkur, sem mun hafa áhrif á orkuframleiðslu, geta geimfararnir og vélfæravopnin tekið í sundur sólarselluvængina og flutt út fyrir farþegarýmið. , og sett upp í skottið á tilraunaklefanum fyrir síðari sjósetningar.Á truss er aflgjafarásin endurbyggð á brautinni til að átta sig á virkni þess að stækka orkuna á brautinni.

Geimstöðin hefur starfað stöðugt í langan tíma á sporbraut og geimfararnir dvelja lengi.Öryggi stöðvarinnar er mikilvægasta málið.Þegar geimstöðin rekst inn á skuggasvæði þar sem ekki er hægt að geisla frá sólinni sér litíumjónarafhlaðan um að knýja allan farþegarýmið.Hvernig á að tryggja öryggi rafhlöðunnar?

Vísindamenn hafa fundið lausn eftir langvarandi rannsóknir.Þeir hönnuðu alangt líf, stóra afkastagetu, mikið öryggilitíumjónarafhlaða sem uppfyllir rekstrarþarfir geimstöðvarinnar.Rafhlaðan notar keramik þind, sem hefur góð áhrif til að koma í veg fyrir innri skammhlaup.Á sama tíma eru logavarnarefni notuð í rafhlöðupakkann til að koma í veg fyrir að rafhlaðan brenni vegna hás hitastigs.

Það er greint frá því að það séu 6 sett af litíumjónarafhlöðum í kjarnahólfinu í geimstöðinni, hver með 66 einfrumum.Rannsakendur hönnuðu einnig snjallt litíum rafhlöðustjórnunarkerfi til að ná mikilli nákvæmni, mikilli áreiðanleika og mikilli öryggi hleðslustjórnun litíum rafhlöðu.Þriggja stiga verndarbúnaðurinn er virkjaður þegar rafhlaðan er í hleðslu og hitastigseftirlit er útfært.Þegar hleðsluhitastigið er hærra en stillt öryggishitastig verður rafhlaðan strax hlaðin.

Á meðan geimstöðin hefur starfað á sporbraut í meira en 10 ár þurfa geimfarar að skipta um litíum rafhlöður reglulega á brautinni.Hvernig á að tryggja örugga starfsemi geimfara án þess að hafa áhrif á eðlilega aflgjafa geimstöðvarinnar?Hönnuðir hafa útvegað „tvöfalda tryggingu“ fyrir skiptingu á litíum rafhlöðu.Í kjarnahólfinu eru tvær aflrásir.Þegar skipta þarf út annarri rásinni fyrir rafhlöðu er hin rásin notuð sem aðalaflgjafi.Í hverri aflrás, þegar skipta þarf um rafhlöðu í einhverri einingu, er slökkt á einingunni og tvær einingar sem eftir eru geta tryggt eðlilega aflgjafa þessarar rásar.

Að auki settu vísindamennirnir upp tvo samhliða skipta rofa í litíumjónarafhlöðueiningunni.Með því að draga úr spennu rafhlöðupakkans í öruggt spennusvið mannslíkamans uppfyllir það 36 volta öryggisspennukröfur mannslíkamans og verndar geimfarana á vettvangi.Persónulegt öryggi við viðhald á járnbrautum.

Eftir að kjarnaeiningunni hefur verið skotið á loft verður næsta verkefni „Tianzhou II“ farmgeimfarið og síðan verður mönnuðu geimfarinu skotið á loft.Eftir að „Tianzhou II“ leggur að bryggju með kjarnaeiningunni mun hún bera þrjá geimfara.„Shenzhou XII“ geimfarið mun einnig fara í undirbúningsstig fyrir skot.Skot Tianhe kjarnaeiningarinnar opnaði formlega aðdraganda byggingu geimstöðvar Kína og var einnig mikilvægur áfangi í sögu mönnuðrar geimferðar Kína.Það merkti að bygging geimstöðvar landsins míns er komin í fulla framkvæmd og lagt traustan grunn fyrir síðari verkefni.