"Tianhe Core Module" is met succes gelanceerd!Hoe kan het probleem van het energieverbruik op het ruimtestation worden opgelost en hoe veilig is het?

Op 29 april droeg de Long March 5B Yao-2 draagraket de kernmodule van het ruimtestation Tianhe met succes de lucht in op de Wenchang Space Launch Site in China.Dit is opnieuw een historisch moment in de geschiedenis van de bemande ruimtevlucht van mijn land, na het volledige succes van de eerste vlucht van de Long March 5B-draagraket in mei 2020.

        China Manned Space Station, ook wel China Space Station of Tiangong Space Station genoemd, is een ruimtelaboratoriumsysteem met Chinese kenmerken dat in een baan om de aarde is geassembleerd.De orbitale hoogte van het ruimtestation is 400-450 kilometer, de hellingshoek is 42-43 graden, het bemande ruimtestation heet "Tiangong" en het vrachtruimtevaartuig heet "Tianzhou".Het Chinese ruimtestation gebruikt de “Tianhe Core Module”, “Wentian Experimental Module” en “Mengtian Experimental Module” met drie cabines als basisconfiguratie.

        De Tianhe-kernmodule is het commando- en controlecentrum van het toekomstige ruimtestation.Het dagelijkse leven van de astronauten zal hier worden uitgevoerd, en bepaalde ruimtewetenschappelijke experimenten en technische experimenten zullen hier worden uitgevoerd.Om het langetermijnleven van astronauten in de ruimte comfortabeler te maken, biedt de kernmodule ongeveer 50 kubieke meter ruimte voor astronauten om te werken en te leven.Naast het upgraden van het slaapgedeelte zijn er ook een speciale sanitaire ruimte en een sportruimte toegevoegd.Bovendien kan WIFI in de kerncabine met internet worden verbonden.Met zo’n enorm systeem wordt de vraag naar elektriciteit dienovereenkomstig opgewaardeerd tot bijna drie keer die van de “Tiangong nr. 2”, wat een sterke stroombescherming vereist.

        In de ruimte is zonne-energie de enige energiebron voor de kernmodule. Daarom is de kerncabine van Tianhe uitgerust met twee paar grote zonnecelvleugels, met een enkel vleugeloppervlak van 67 vierkante meter.Het zet zonne-energie om in elektrische energie in het verlichte gebied voor gebruik in de hele cabine, en slaat tegelijkertijd energie op voor de batterij voor gebruik wanneer de kerncabine naar het schaduwrijke gebied vliegt.De aanvankelijke energieopwekkingscapaciteit van deze twee sets zonnecelvleugels bedroeg meer dan 18.000 watt, veel groter dan enig eerder ruimtevaartuig in China.

De spanwijdte met één vleugel van de zonnebatterijvleugel van “Tiangong-2″ is slechts 3 meter, en de inzet met één vleugel van de batterijvleugel van de Tianhe-kerncabine is toegenomen tot 12,6 meter.De laadruimte van het lanceervoertuig is beperkt en de ontwikkelaars hebben voor het eerst in China de flexibele zonnebatterijvleugels voor multidimensionale en meerstapsimplementatie toegepast, en dit probleem is op ingenieuze wijze opgelost.Profiteren van de toepassing van drievoudige galliumarsenide-zonnecellen met een hoog rendement foto-elektrische conversie-efficiëntie,ze vormen, samen met lithium-ionbatterijen met hoge specifieke energie, een krachtig energiesysteem dat betrouwbare en voldoende ononderbroken stroomopwekking voor het ruimtestation levert.

Een andere speciale functie van de zonnebatterijvleugel van de kerncabine is dat de hele vleugel kan worden gedemonteerd en tijdens een baan om de aarde kan worden overgebracht.Rekening houdend met het feit dat de zonnecelvleugels van de kerncabine zullen worden geblokkeerd na de voltooiing van de daaropvolgende constructie van het ruimtestation, wat de energieopwekking zal beïnvloeden, kunnen de twee zonnecelvleugels worden gedemonteerd en door de astronauten en robotarmen naar buiten de cabine worden overgebracht. , en geïnstalleerd in de staart van de experimentele cabine voor volgende lanceringen.Op de truss wordt het voedingskanaal opnieuw opgebouwd op de baan om de functie van het uitbreiden van de energie op de baan te realiseren.

Het ruimtestation draait al lange tijd stabiel in een baan om de aarde, en de astronauten blijven er nog lang.De veiligheid van het station is het meest kritische probleem.Wanneer het ruimtestation in een schaduwgebied terechtkomt waar de zon niet kan worden bestraald, is de lithium-ionbatterij verantwoordelijk voor het voeden van de hele cabine.Hoe kan ik de veiligheid van de batterij garanderen?

Onderzoekers hebben na langdurig onderzoek een oplossing gevonden.Ze ontwierpen eenlang leven, grote capaciteit, hoge veiligheidlithium-ionbatterij die voldoet aan de operationele behoeften van het ruimtestation.De batterij maakt gebruik van een keramisch diafragma, wat een goed effect heeft op het voorkomen van interne kortsluitingen.Tegelijkertijd worden in het accupakket vlamvertragende materialen gebruikt om te voorkomen dat de accu door hoge temperaturen verbrandt.

Naar verluidt bevinden zich in het kerncompartiment van het ruimtestation zes sets lithium-ionbatterijen, elk met 66 afzonderlijke cellen.De onderzoekers ontwierpen ook een intelligent beheersysteem voor lithiumbatterijen om een ​​uiterst nauwkeurige, betrouwbare en veilige oplaadcontrole voor lithiumbatterijen te bereiken.Het beveiligingsmechanisme op drie niveaus wordt geactiveerd wanneer de batterij wordt opgeladen en temperatuurbewaking wordt geïmplementeerd.Wanneer de laadtemperatuur hoger is dan de ingestelde veilige temperatuurwaarde, wordt de accu direct opgeladen.

Tijdens de ruim tien jaar dat het ruimtestation in een baan om de aarde draait, moeten astronauten periodiek lithiumbatterijen in een baan om de aarde vervangen.Hoe kunnen we de veilige werking van astronauten garanderen zonder de normale stroomvoorziening van het ruimtestation te beïnvloeden?De ontwikkelaars hebben een “dubbele verzekering” geboden voor de vervanging van lithiumbatterijen.Het kerncompartiment heeft twee stroomkanalen.Wanneer één van de kanalen vervangen moet worden door een batterij, wordt het andere kanaal gebruikt als hoofdvoeding.Wanneer in elk stroomkanaal de batterij van een eenheid moet worden vervangen, wordt de eenheid uitgeschakeld en kunnen de overige twee eenheden de normale stroomvoorziening van dit kanaal garanderen.

Bovendien installeerden de onderzoekers twee parallelle gesegmenteerde schakelaars in de lithium-ionbatterijmodule.Door de spanning van het batterijpakket te verlagen tot het veilige spanningsbereik van het menselijk lichaam, voldoet het aan de veiligheidsspanningsvereiste van 36 volt van het menselijk lichaam en beschermt het de astronauten in het veld.Persoonlijke veiligheid tijdens spooronderhoud.

Nadat de kernmodule met succes is gelanceerd, zal de volgende missie het vrachtruimtevaartuig "Tianzhou II" zijn, en vervolgens zal het bemande ruimtevaartuig worden gelanceerd.Nadat de “Tianzhou II” is aangesloten op de kernmodule, zal deze drie astronauten vervoeren.Het ruimtevaartuig “Shenzhou XII” zal ook de voorbereidingsfase voor de lancering ingaan.De lancering van de Tianhe-kernmodule opende officieel de opmaat voor de bouw van het Chinese ruimtestation en was ook een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van de Chinese bemande ruimtevlucht.Het markeerde dat de bouw van het ruimtestation van mijn land de fase van volledige implementatie is ingegaan en heeft een solide basis gelegd voor volgende missies.