"Tianhe Core Module" lanserades framgångsrikt!Hur löser man problemet med energianvändning på rymdstationen och hur säker är den?

Den 29 april bar bärraketen Long March 5B Yao-2 rymdstationen Tianhes kärnmodul upp i luften framgångsrikt vid Wenchang Space Launch Site i Kina.Detta är ytterligare ett historiskt ögonblick i historien om mitt lands bemannade rymdfärd efter den fullständiga framgången med den första flygningen med bärraketen Long March 5B i maj 2020.

        China Manned Space Station, kallad China Space Station eller Tiangong Space Station, är ett rymdlaboratoriesystem med kinesiska egenskaper monterade i omloppsbana.Rymdstationens omloppshöjd är 400-450 kilometer, lutningsvinkeln är 42-43 grader, den bemannade rymdstationen heter "Tiangong", och lastfarkosten heter "Tianzhou".Den kinesiska rymdstationen använder trehytten "Tianhe Core Module", "Wentian Experimental Module" och "Mengtian Experimental Module" som den grundläggande konfigurationen.

        Tianhe-kärnmodulen är kommando- och kontrollcentret för den framtida rymdstationen.Astronauternas dagliga liv kommer att utföras här, och vissa rymdvetenskapliga experiment och tekniska experiment kommer att utföras här.För att göra det långsiktiga livet för astronauter i rymden bekvämare ger kärnmodulen cirka 50 kubikmeter utrymme för astronauter att arbeta och leva.Förutom att uppgradera sovdelen har även en särskild sanitet och en idrottsplats tillkommit.Dessutom kan WIFI anslutas till internet i kärnhytten.Med ett så enormt system uppgraderas elbehovet på motsvarande sätt till nästan tre gånger så stort som för "Tiangong No. 2", vilket kräver starkt strömskydd.

        I rymden är den enda energikällan för kärnmodulen solenergi. Därför är Tianhe-kärnhytten utrustad med två par solcellsvingar med stor yta, med en enda vingarea på 67 kvadratmeter.Den omvandlar solenergi till elektrisk energi i det upplysta området för användning i hela kabinen, och lagrar samtidigt energi till batteriet för användning när kärnhytten flyger till det skuggade området.Den initiala kraftgenereringskapaciteten för dessa två uppsättningar av solcellsvingar översteg 18 000 watt, vilket vida översteg alla tidigare rymdskepp i Kina.

Den envingade spännvidden för solbatterivingen på "Tiangong-2" är bara 3 meter, och enkelvingsutbyggnaden av batterivingen i Tianhe-kärnkabinen har ökat till 12,6 meter.Lastutrymmet för bärraketen är begränsat, och utvecklarna har tillämpat de flexibla solbatterivingarna för flerdimensionell och flerstegsutbyggnad för första gången i Kina, och detta problem har lösts på ett genialiskt sätt.Dra nytta av tillämpningen av trippelkorsade galliumarsenidsolceller med högeffektiv fotoelektrisk omvandlingseffektivitet,de, tillsammans med högspecifika energi litiumjonbatterier, bildar ett kraftfullt kraftsystem för att tillhandahålla pålitlig och tillräcklig oavbruten kraftgenerering för rymdstationen.

En annan speciell funktion hos kärnhyttens solbatterivinge är att hela vingen kan demonteras och förflyttas under omloppsbana.Med hänsyn till att kärnhyttens solcellsvingar kommer att blockeras efter slutförandet av den efterföljande rymdstationskonstruktionen, vilket kommer att påverka kraftgenereringen, kan de två solcellsvingarna demonteras och flyttas utanför kabinen av astronauterna och robotarmar , och installerad i svansen av experimentkabinen för efterföljande lanseringar.På fackverket byggs strömförsörjningskanalen om på banan för att realisera funktionen att expandera energin på banan.

Rymdstationen har fungerat stabilt under lång tid i omloppsbana och astronauterna stannar länge.Säkerheten på stationen är den mest kritiska frågan.När rymdstationen kör in i ett skuggområde där solen inte kan bestrålas, är litiumjonbatteriet ansvarigt för att driva hela kabinen.Hur säkerställer man batteriets säkerhet?

Forskare har hittat en lösning efter långvarig forskning.De designade enlångt liv, stor kapacitet, hög säkerhetlitiumjonbatteri som uppfyller rymdstationens operativa behov.Batteriet använder ett keramiskt membran, vilket har en god effekt för att förhindra interna kortslutningar.Samtidigt används flamskyddade material i batteripaketet för att förhindra att batteriet brinner på grund av höga temperaturer.

Det rapporteras att det finns 6 uppsättningar litiumjonbatterier i kärnfacket i rymdstationen, var och en med 66 enkelceller.Forskarna designade också ett intelligent litiumbatterihanteringssystem för att uppnå hög precision, hög tillförlitlighet och högsäkerhetskontroll för litiumbatteriladdning.Skyddsmekanismen i tre nivåer aktiveras när batteriet laddas och temperaturövervakning implementeras.När laddningstemperaturen är högre än det inställda säkra temperaturvärdet, laddas batteriet omedelbart.

Under rymdstationens drift i omloppsbana i mer än 10 år måste astronauter periodiskt byta ut litiumbatterier i omloppsbana.Hur säkerställer man säker drift av astronauter utan att påverka rymdstationens normala strömförsörjning?Utvecklarna har tillhandahållit "dubbel försäkring" för byte av litiumbatteri.Kärnfacket har två kraftkanaler.När en av kanalerna behöver bytas ut mot ett batteri används den andra kanalen som huvudströmförsörjning.I varje strömkanal, när batteriet i någon enhet behöver bytas, stängs enheten av, och de återstående två enheterna kan säkerställa normal strömförsörjning av denna kanal.

Dessutom installerade forskarna två parallella segmenterade strömbrytare i litiumjonbatterimodulen.Genom att reducera spänningen på batteripaketet till människokroppens säkra spänningsområde uppfyller det 36-volts säkerhetsspänningskravet för människokroppen och skyddar astronauterna i fält.Personlig säkerhet vid rälsunderhåll.

Efter att kärnmodulen har lanserats framgångsrikt kommer nästa uppdrag att vara lastfarkosten "Tianzhou II", och sedan kommer den bemannade rymdfarkosten att lanseras.Efter att "Tianzhou II" dockat med kärnmodulen kommer den att bära tre astronauter.Rymdfarkosten "Shenzhou XII" kommer också att gå in i förberedelsefasen för uppskjutning.Lanseringen av kärnmodulen Tianhe öppnade officiellt upptakten till byggandet av Kinas rymdstation och var också en viktig milstolpe i historien om Kinas bemannade rymdfärd.Det markerade att bygget av mitt lands rymdstation har gått in i stadiet av fullständigt genomförande och lagt en solid grund för efterföljande uppdrag.