"Modul Teras Tianhe" telah berjaya dilancarkan!Bagaimana untuk menyelesaikan masalah penggunaan tenaga di stesen angkasa dan sejauh manakah ia selamat?

Pada 29 April, roket pengangkut Yao-2 Long March 5B membawa modul teras Tianhe stesen angkasa ke udara dengan jayanya di Tapak Pelancaran Angkasa Wenchang di China.Ini adalah satu lagi detik bersejarah dalam sejarah penerbangan angkasa lepas kendalian negara saya berikutan kejayaan lengkap penerbangan pertama roket pengangkut Long March 5B pada Mei 2020.

        Stesen Angkasa Berawak China, dirujuk sebagai Stesen Angkasa China atau Stesen Angkasa Tiangong, ialah sistem makmal angkasa dengan ciri-ciri Cina yang dipasang di orbit.Ketinggian orbit stesen angkasa ialah 400-450 kilometer, sudut kecondongan ialah 42-43 darjah, stesen angkasa berawak dinamakan "Tiangong", dan kapal angkasa kargo dinamakan "Tianzhou".Stesen Angkasa China menggunakan tiga kabin "Modul Teras Tianhe", "Modul Eksperimen Wentian" dan "Modul Eksperimen Mengtian" sebagai konfigurasi asas.

        Modul teras Tianhe ialah pusat arahan dan kawalan stesen angkasa masa hadapan.Kehidupan harian angkasawan akan dijalankan di sini, dan eksperimen sains angkasa dan eksperimen teknikal tertentu akan dijalankan di sini.Untuk menjadikan kehidupan jangka panjang angkasawan di angkasa lebih selesa, modul teras menyediakan kira-kira 50 meter padu ruang untuk angkasawan bekerja dan hidup.Selain menaik taraf kawasan tidur, kawasan sanitasi khas dan kawasan sukan juga telah ditambah.Selain itu, WIFI boleh disambungkan ke Internet dalam kabin teras.Dengan sistem yang begitu besar, permintaan elektrik juga dinaik taraf kepada hampir tiga kali ganda daripada "Tiangong No. 2", yang memerlukan perlindungan kuasa yang kuat.

        Di angkasa, satu-satunya sumber tenaga untuk modul teras ialah tenaga suria. Oleh itu, kabin teras Tianhe dilengkapi dengan dua pasang sayap sel solar kawasan besar, dengan keluasan sayap tunggal seluas 67 meter persegi.Ia menukar tenaga suria kepada tenaga elektrik di kawasan bercahaya untuk digunakan di seluruh kabin, dan pada masa yang sama menyimpan tenaga untuk bateri untuk digunakan apabila kabin teras terbang ke kawasan berlorek.Kapasiti penjanaan kuasa awal kedua-dua set sayap sel solar ini melebihi 18,000 watt, jauh melebihi mana-mana kapal angkasa sebelumnya di China.

Jangka sayap tunggal sayap bateri solar "Tiangong-2" hanya 3 meter, dan penggunaan sayap tunggal sayap bateri kabin teras Tianhe telah meningkat kepada 12.6 meter.Ruang memuatkan kenderaan pelancar adalah terhad, dan pemaju telah menggunakan sayap bateri solar fleksibel bagi penggunaan berbilang dimensi dan berbilang langkah buat kali pertama di China, dan masalah ini telah diselesaikan dengan bijak.Mendapat manfaat daripada penggunaan sel solar galium arsenide tiga simpang dengan kecekapan penukaran fotoelektrik berkecekapan tinggi,mereka, bersama-sama dengan bateri litium-ion tenaga khusus tinggi, membentuk sistem kuasa yang berkuasa untuk menyediakan penjanaan kuasa tanpa gangguan yang boleh dipercayai dan mencukupi untuk stesen angkasa.

Satu lagi fungsi istimewa sayap bateri solar kabin teras ialah keseluruhan sayap boleh dibongkar dan dipindahkan semasa orbit.Dengan mengambil kira bahawa sayap sel solar kabin teras akan disekat selepas selesai pembinaan stesen angkasa lepas, yang akan menjejaskan penjanaan kuasa, kedua-dua sayap sel suria boleh dibongkar dan dipindahkan ke luar kabin oleh angkasawan dan lengan robotik. , dan dipasang di bahagian ekor kabin percubaan untuk pelancaran seterusnya.Pada kekuda, saluran bekalan kuasa dibina semula pada orbit untuk merealisasikan fungsi mengembangkan tenaga pada orbit.

Stesen angkasa lepas telah beroperasi dengan stabil untuk masa yang lama di orbit, dan angkasawan tinggal untuk masa yang lama.Keselamatan stesen adalah isu paling kritikal.Apabila stesen angkasa berjalan ke kawasan bayang-bayang di mana matahari tidak boleh disinari, bateri litium-ion bertanggungjawab untuk membekalkan kuasa kepada keseluruhan kabin.Bagaimana untuk memastikan keselamatan bateri?

Penyelidik telah menemui penyelesaian selepas penyelidikan jangka panjang.Mereka merancang apanjang umur, berkapasiti besar, keselamatan yang tinggibateri litium-ion yang memenuhi keperluan operasi stesen angkasa.Bateri menggunakan diafragma seramik, yang mempunyai kesan yang baik untuk mencegah litar pintas dalaman.Pada masa yang sama, bahan kalis api digunakan dalam pek bateri untuk mengelakkan bateri daripada terbakar akibat suhu tinggi.

Dilaporkan bahawa terdapat 6 set bateri litium-ion dalam petak teras stesen angkasa, setiap satu dengan 66 sel tunggal.Para penyelidik juga mereka bentuk sistem pengurusan bateri litium pintar untuk mencapai kawalan pengecasan bateri litium berketepatan tinggi, kebolehpercayaan tinggi dan keselamatan tinggi.Mekanisme perlindungan tiga peringkat diaktifkan apabila bateri sedang dicas, dan pemantauan suhu dilaksanakan.Apabila suhu pengecasan lebih tinggi daripada nilai suhu selamat yang ditetapkan, bateri akan dicas serta-merta.

Semasa operasi dalam orbit stesen angkasa selama lebih daripada 10 tahun, angkasawan perlu menggantikan bateri litium secara berkala di orbit.Bagaimana untuk memastikan operasi selamat angkasawan tanpa menjejaskan bekalan kuasa biasa stesen angkasa?Pemaju telah menyediakan "insurans berganda" untuk operasi penggantian bateri litium.Petak teras mempunyai dua saluran kuasa.Apabila salah satu saluran perlu diganti dengan bateri, saluran lain digunakan sebagai bekalan kuasa utama.Dalam setiap saluran kuasa, apabila bateri dalam mana-mana unit perlu diganti, unit dimatikan, dan baki dua unit boleh memastikan bekalan kuasa biasa saluran ini.

Di samping itu, para penyelidik memasang dua suis bersegmen selari dalam modul bateri lithium-ion.Dengan mengurangkan voltan pek bateri kepada julat voltan selamat badan manusia, ia memenuhi keperluan voltan keselamatan 36 volt badan manusia dan melindungi angkasawan di lapangan.Keselamatan diri semasa penyelenggaraan rel.

Selepas modul teras berjaya dilancarkan, misi seterusnya ialah kapal angkasa kargo "Tianzhou II", dan kemudian kapal angkasa berawak akan dilancarkan.Selepas "Tianzhou II" berlabuh dengan modul teras, ia akan membawa tiga angkasawan.Kapal angkasa "Shenzhou XII" juga akan memasuki fasa penyediaan pelancaran.Pelancaran modul teras Tianhe secara rasmi membuka permulaan kepada pembinaan stesen angkasa China, dan juga merupakan peristiwa penting dalam sejarah penerbangan angkasa lepas kendalian China.Ia menandakan bahawa pembinaan stesen angkasa negara saya telah memasuki peringkat pelaksanaan penuh dan meletakkan asas yang kukuh untuk misi seterusnya.