“Tianhe Core Module”이 성공적으로 출시되었습니다!우주 정거장의 에너지 사용 문제를 해결하는 방법과 얼마나 안전한가요?

4월 29일, 창정 5B 야오-2(Yao-2) 운반로켓이 중국 원창 우주 발사장에서 우주정거장 텐허(Tianhe) 코어 모듈을 공중으로 성공적으로 운반했다.이는 2020년 5월 장정 5B 운반로켓의 첫 비행이 완전히 성공한 데 이어 우리나라 유인우주비행 역사상 또 하나의 역사적인 순간이다.

        중국 유인 우주 정거장(China Manned Space Station)은 중국 우주 정거장(China Space Station) 또는 천공 우주 정거장(Tiangong Space Station)으로 불리며 궤도에 조립된 중국 특성을 지닌 우주 실험실 시스템입니다.우주정거장의 궤도 높이는 400~450km, 경사각은 42~43도, 유인 우주정거장은 '티앙공(Tiangong)', 화물 우주선의 이름은 '텐저우(Tianzhou)'로 명명됐다.중국 우주정거장은 3개 캐빈의 '천허 코어 모듈', '원천 실험 모듈', '멍천 실험 모듈'을 기본 구성으로 사용한다.

        Tianhe 코어 모듈은 미래 우주 정거장의 지휘 및 통제 센터입니다.우주 비행사들의 일상 생활이 이곳에서 이루어지며, 특정 우주 과학 실험과 기술 실험이 이곳에서 수행됩니다.우주 비행사의 장기적인 생활을 더욱 편안하게 만들기 위해 코어 모듈은 우주 비행사가 일하고 생활할 수 있는 약 50입방미터의 공간을 제공합니다.수면 공간을 업그레이드하는 것 외에도 특수 위생 공간과 스포츠 공간도 추가되었습니다.또한, 코어 캐빈에서는 WIFI를 인터넷에 연결할 수 있습니다.이러한 거대한 시스템으로 인해 전력 수요는 강력한 전력 보호가 필요한 '천궁 2호기'의 약 3배로 업그레이드됩니다.

        우주에서 코어 모듈의 유일한 에너지원은 태양 에너지입니다. 따라서 Tianhe 코어 캐빈에는 두 쌍의 대면적 태양전지 날개가 장착되어 있으며 단일 날개 면적은 67평방미터입니다.태양 에너지를 조명 영역의 전기 에너지로 변환하여 객실 전체에서 사용하는 동시에 코어 객실이 음영 영역으로 비행할 때 사용할 배터리용 에너지를 저장합니다.이 두 세트의 태양전지 날개의 초기 발전 용량은 18,000와트를 초과했는데, 이는 중국의 이전 우주선을 훨씬 능가하는 것입니다.

'Tiangong-2' 태양전지 날개의 단일 날개 폭은 3m에 불과하며, Tianhe 코어 캐빈 배터리 날개의 단일 날개 배치는 12.6m로 늘어났습니다.발사체의 적재 공간은 제한되어 있는데, 개발자들은 중국 최초로 다차원, 다단계 전개의 플렉서블 태양전지 날개를 적용해 이 문제를 독창적으로 해결했습니다.고효율 광전변환 효율을 갖는 삼중접합 갈륨비소 태양전지를 적용하여,이는 고에너지 리튬 이온 배터리와 함께 우주 정거장에 안정적이고 충분한 무정전 발전을 제공하는 강력한 전력 시스템을 형성합니다..

코어 캐빈 태양전지 날개의 또 다른 특수 기능은 궤도 중에 날개 전체를 분해하여 이동할 수 있다는 것입니다.후속 우주정거장 건설 완료 후 코어 캐빈의 태양전지 날개가 차단되어 발전에 영향을 미칠 것이라는 점을 고려하여 두 개의 태양전지 날개를 우주비행사와 로봇팔이 분해하여 캐빈 외부로 옮길 수 있습니다. , 후속 발사를 위해 실험용 객실의 꼬리에 설치되었습니다.트러스에서는 전원 공급 채널이 궤도에 재구성되어 궤도의 에너지를 확장하는 기능을 실현합니다.

우주 정거장은 오랫동안 궤도에서 안정적으로 운영되어 왔으며 우주 비행사들은 오랫동안 머물고 있습니다.역의 안전이 가장 중요한 문제이다.우주정거장이 태양광선이 닿지 않는 그늘진 지역에 부딪히면 리튬이온 배터리가 객실 전체에 전력을 공급한다.배터리의 안전을 보장하는 방법은 무엇입니까?

연구진은 오랜 연구 끝에 해결책을 찾았습니다.그들은장수명, 대용량, 높은 안전성우주 정거장의 운영 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리입니다.배터리는 세라믹 다이어프램을 사용하여 내부 단락 방지 효과가 좋습니다.동시에 배터리 팩에는 난연성 재료가 사용되어 고온으로 인해 배터리가 타는 것을 방지합니다.

우주 정거장의 핵심 구획에는 66개의 단일 셀로 구성된 리튬 이온 배터리 6세트가 있는 것으로 보고되었습니다.연구원들은 또한 고정밀, 고신뢰성, 고안전성 리튬 배터리 충전 제어를 달성하기 위해 지능형 리튬 배터리 관리 시스템을 설계했습니다.배터리가 충전 중일 때 3단계 보호 메커니즘이 활성화되고 온도 모니터링이 구현됩니다.충전 온도가 설정된 안전 온도 값보다 높으면 배터리가 즉시 충전됩니다.

우주 정거장이 10년 이상 궤도 내에서 작동하는 동안 우주비행사는 궤도에서 정기적으로 리튬 배터리를 교체해야 합니다.우주 정거장의 정상적인 전원 공급에 영향을 주지 않고 우주비행사의 안전한 작동을 보장하는 방법은 무엇입니까?개발자들은 리튬 배터리 교체 작업에 대해 "이중 보험"을 제공했습니다.코어 구획에는 두 개의 전원 채널이 있습니다.채널 중 하나를 배터리로 교체해야 하는 경우 다른 채널이 주 전원 공급 장치로 사용됩니다.각 전원 채널에서 어떤 장치의 배터리를 교체해야 할 경우 장치의 전원이 꺼지고 나머지 두 장치는 이 채널의 정상적인 전원 공급을 보장할 수 있습니다.

또한 연구원들은 리튬 이온 배터리 모듈에 두 개의 병렬 세그먼트 스위치를 설치했습니다.배터리 팩의 전압을 인체의 안전 전압 범위로 낮추어 인체의 36V 안전 전압 요구 사항을 충족하고 현장에서 우주 비행사를 보호합니다.철도 유지보수 중 개인 안전.

핵심 모듈이 성공적으로 발사된 후 다음 임무는 'Tianzhou II' 화물 우주선이 될 것이며 유인 우주선이 발사될 것입니다."Tianzhou II"가 핵심 모듈에 도킹한 후 3명의 우주비행사가 탑승하게 됩니다.우주선 '선저우 XII'도 발사 준비 단계에 돌입한다.텐허(Tianhe) 코어 모듈의 발사는 공식적으로 중국 우주정거장 건설의 서막을 열었고, 중국 유인 우주비행 역사에서 중요한 이정표이기도 했습니다.이는 우리나라의 우주정거장 건설이 본격적인 시행 단계에 진입했으며 후속 임무를 위한 견고한 기반을 마련했음을 의미합니다.