“Tianhe Çekirdek Modülü” başarıyla başlatıldı!Uzay istasyonunda enerji kullanımı sorunu nasıl çözülür ve ne kadar güvenlidir?

29 Nisan'da Uzun Yürüyüş 5B Yao-2 taşıyıcı roketi, uzay istasyonu Tianhe çekirdek modülünü Çin'deki Wenchang Uzay Fırlatma Sahasında başarıyla havaya taşıdı.Bu, Uzun Yürüyüş 5B taşıyıcı roketinin Mayıs 2020'deki ilk uçuşunun tamamen başarısının ardından, ülkemin insanlı uzay uçuşu tarihindeki bir başka tarihi an.

        Çin Uzay İstasyonu veya Tiangong Uzay İstasyonu olarak da adlandırılan Çin İnsanlı Uzay İstasyonu, yörüngede monte edilmiş, Çin özelliklerine sahip bir uzay laboratuvar sistemidir.Uzay istasyonunun yörünge yüksekliği 400-450 kilometre, eğim açısı 42-43 derece, insanlı uzay istasyonuna “Tiangong”, kargo uzay aracına ise “Tianzhou” adı veriliyor.Çin Uzay İstasyonu, temel konfigürasyon olarak üç kabinli “Tianhe Çekirdek Modülü”, “Wentian Deneysel Modülü” ve “Mengtian Deneysel Modülü”nü kullanıyor.

        Tianhe çekirdek modülü, gelecekteki uzay istasyonunun komuta ve kontrol merkezidir.Astronotların günlük yaşamı burada gerçekleştirilecek, bazı uzay bilimi deneyleri ve teknik deneyler de burada gerçekleştirilecek.Astronotların uzayda uzun süreli yaşamlarını daha konforlu hale getirmek amacıyla çekirdek modül, astronotların çalışması ve yaşaması için yaklaşık 50 metreküplük alan sağlıyor.Uyku alanını iyileştirmenin yanı sıra özel bir sanitasyon alanı ve spor alanı da eklendi.Ayrıca çekirdek kabinde WiFi internete bağlanabiliyor.Böyle devasa bir sistemle elektrik talebi, güçlü güç koruması gerektiren "Tiangong No. 2"nin neredeyse üç katına çıkıyor.

        Uzayda çekirdek modülün tek enerji kaynağı güneş enerjisidir. Bu nedenle, Tianhe'nin çekirdek kabini, tek kanat alanı 67 metrekare olan iki çift geniş alanlı güneş pili kanadıyla donatılmıştır.Aydınlatılan alanda güneş enerjisini tüm kabinde kullanılmak üzere elektrik enerjisine dönüştürür ve aynı zamanda çekirdek kabin gölgeli alana uçtuğunda kullanılmak üzere akü için enerji depolar.Bu iki güneş pili kanadı setinin başlangıçtaki enerji üretim kapasitesi 18.000 watt'ı aştı; bu, Çin'deki daha önceki herhangi bir uzay aracının çok ötesine geçti.

“Tiangong-2”nin güneş pili kanadının tek kanat açıklığı yalnızca 3 metredir ve Tianhe çekirdek kabininin pil kanadının tek kanat açıklığı 12,6 metreye çıkmıştır.Fırlatma aracının yükleme alanı sınırlıdır ve geliştiriciler, çok boyutlu ve çok adımlı konuşlandırmaya sahip esnek güneş pili kanatlarını Çin'de ilk kez uyguladılar ve bu sorun ustaca çözüldü.Yüksek verimli fotoelektrik dönüşüm verimliliğine sahip üçlü bağlantı galyum arsenit güneş pillerinin uygulanmasından faydalanarak,yüksek spesifik enerjiye sahip lityum iyon pillerle birlikte uzay istasyonu için güvenilir ve yeterli kesintisiz enerji üretimi sağlayacak güçlü bir güç sistemi oluştururlar..

Çekirdek kabinli güneş pili kanadının bir diğer özel fonksiyonu ise yörünge sırasında kanadın tamamının sökülüp nakledilebilmesidir.Çekirdek kabinin güneş pili kanatlarının, daha sonraki uzay istasyonu inşaatının tamamlanmasından sonra bloke olacağı ve bu durumun enerji üretimini etkileyeceği dikkate alındığında, iki güneş pili kanadı, astronotlar ve robotik kollar tarafından sökülerek kabin dışına aktarılabilecek. ve daha sonraki fırlatmalar için deneysel kabinin kuyruğuna yerleştirildi.Kafes üzerinde, yörüngedeki enerjiyi genişletme işlevini gerçekleştirmek için güç kaynağı kanalı yörünge üzerinde yeniden inşa edilmiştir.

Uzay istasyonu yörüngede uzun süredir stabil bir şekilde çalışıyor ve astronotlar uzun süre kalıyor.İstasyonun güvenliği en kritik konudur.Uzay istasyonu güneşin ışınlanamayacağı bir gölge alana girdiğinde, lityum iyon pil tüm kabine güç sağlamaktan sorumludur.Pilin güvenliği nasıl sağlanır?

Araştırmacılar uzun süreli araştırmaların ardından bir çözüm buldular.Bir tasarladılaruzun yaşam, geniş kapasite, yüksek güvenlikuzay istasyonunun operasyonel ihtiyaçlarını karşılayan lityum iyon pil.Pil, dahili kısa devreleri önleme konusunda iyi bir etkiye sahip olan seramik bir diyafram kullanır.Aynı zamanda pilin yüksek sıcaklıklardan dolayı yanmasını önlemek için pil paketinde alev geciktirici malzemeler kullanılmıştır.

Uzay istasyonunun çekirdek bölmesinde her birinde 66 adet tek hücreli 6 takım lityum iyon pil bulunduğu bildiriliyor.Araştırmacılar ayrıca yüksek hassasiyet, yüksek güvenilirlik ve yüksek güvenlikli lityum pil şarj kontrolü elde etmek için akıllı bir lityum pil yönetim sistemi tasarladılar.Pil şarj olurken üç seviyeli koruma mekanizması etkinleştirilir ve sıcaklık izleme uygulanır.Şarj sıcaklığı ayarlanan güvenli sıcaklık değerinden yüksek olduğunda pil hemen şarj edilecektir.

Uzay istasyonunun 10 yılı aşkın süredir yörüngede çalışması sırasında astronotların yörüngedeki lityum pilleri periyodik olarak değiştirmeleri gerekiyor.Uzay istasyonunun normal güç kaynağını etkilemeden astronotların güvenli çalışması nasıl sağlanır?Geliştiriciler, lityum pil değiştirme işlemi için "çifte sigorta" sağladılar.Çekirdek bölmede iki güç kanalı bulunur.Kanallardan birinin pil ile değiştirilmesi gerektiğinde diğer kanal ana güç kaynağı olarak kullanılır.Her güç kanalında, herhangi bir ünitedeki pilin değiştirilmesi gerektiğinde ünite kapatılır ve geri kalan iki ünite bu kanalın normal güç beslemesini sağlayabilir.

Ayrıca araştırmacılar lityum iyon pil modülüne iki paralel bölümlü anahtar yerleştirdiler.Pil takımının voltajını insan vücudunun güvenli voltaj aralığına düşürerek insan vücudunun 36 volt güvenlik voltajı ihtiyacını karşılar ve sahadaki astronotları korur.Ray bakımı sırasında kişisel güvenlik.

Çekirdek modülün başarıyla fırlatılmasının ardından bir sonraki görev “Tianzhou II” kargo uzay aracı olacak ve ardından insanlı uzay aracı fırlatılacak.“Tianzhou II” çekirdek modüle kenetlendikten sonra üç astronotu taşıyacak.“Shenzhou XII” uzay aracı da fırlatma hazırlık aşamasına girecek.Tianhe çekirdek modülünün fırlatılması, Çin uzay istasyonunun inşasının resmen başlangıcını oluşturdu ve aynı zamanda Çin'in insanlı uzay uçuşu tarihinde önemli bir kilometre taşı oldu.Bu, ülkemin uzay istasyonunun inşasının tam uygulama aşamasına girdiğini ve sonraki görevler için sağlam bir temel oluşturduğunu gösterdi.