Cách đây vài ngày, việc phóng thành công tàu thăm dò Hằng Nga-5 đã đánh dấu sự khởi đầu cho hành trình trở về đầu tiên của nước tôi từ việc lấy mẫu vật thể ngoài Trái đất.Khoảng 23h ngày 1/12, tàu thăm dò Chang'e-5 đã hạ cánh thành công xuống khu vực hạ cánh được chọn trước ở phía trước mặt trăng, trở thành tàu thăm dò thứ ba của nước tôi thực hiện thành công việc hạ cánh mềm trên mặt trăng.Sau khi hạ cánh thành công, dưới sự điều khiển của mặt đất, tàu đổ bộ sẽ chính thức bắt đầu làm việc trên bề mặt Mặt Trăng trong khoảng hai ngày để thu thập mẫu vật Mặt Trăng.Vào lúc 4:53 ngày 2 tháng 12, tổ hợp tàu đổ bộ và tàu bay lên Chang'e-5 đã hoàn thành việc lấy mẫu và đóng gói khoan mặt trăng.
Cácđầu nối mc4được sử dụng ở Chang'e-5-Có thể định vị
Điều này được hiểu rằng Chang'e-5 dự kiến sẽ đạt được năm thành tích "đầu tiên ở nước ta", cụ thể là:lấy mẫu và đóng gói các vật thể ngoài Trái đất, cất cánh các vật thể ngoài Trái đất, điểm hẹn và lắp ghép trên quỹ đạo mặt trăng, mang theo mẫu để quay lại trái đất tốc độ cao, lưu trữ, phân tích và nghiên cứu mẫu.Thực hiện sứ mệnh phát hiện nặng nề như vậy, tàu thăm dò Hằng Nga-5 đòi hỏi nhiều năng lượng hơn bất kỳ tàu thăm dò mặt trăng và không gian sâu nào trước đây ở Trung Quốc.Làm thế nào để đảm bảo cung cấp điện của nó?
Tàu thăm dò Chang'e-5 được thiết kế dưới dạng cụm bốn phương tiện, bao gồm bốn phần:tàu đổ bộ, người đi lên, quỹ đạo, Vàngười trở về.Nó cần phải hoàn thành ba mục tiêu “vòng, ngã và quay lại” cùng một lúc.Hệ thống điện được cung cấp bởi nguồn điện.Bộ điều khiển, bộ pin lithium-ionVàmảng pin mặt trời.Để đảm bảo thực hiện tốt nhất nhiệm vụ này,bộ điều khiển công suất có công suất riêng cao nhất ở Trung Quốcvà nhà lãnh đạo quốc tế.Năng lượng riêng của pin lithium-ion cho các ứng dụng hàng không vũ trụ là cao nhất, VàTỷ lệ diện tích mảng pin mặt trời Công suất cao nhất cả nước, thích ứng với nhiều trạng thái của nhiều máy bay và nhiều chặng bay.
Là “bộ não” của hệ thống cung cấp năng lượng cho máy dò, để giải quyết vấn đề thiếu năng lượng và nguồn trọng lượng hạn chế trong chuyến bay của Chang'e-5, bộ điều khiển nguồn đã trải qua quá trình nâng cấp từ PCU lên PCDU.Theo giám đốc nhà thiết kế sản phẩm bộ nguồn số 5 Thường Nga, từ PCU lên PCDU là sự nâng cấp từ đơn chức năng lên đa chức năng.Trong các nhiệm vụ của Hằng Nga-3 và Hằng Nga-4, bộ điều khiển công suất chỉ bao gồm mô-đun điều chỉnh công suất, trong khi Hằng Nga-5 tích hợp một số chức năng như mô-đun điều chỉnh công suất, mô-đun phân phối điện, mô-đun điều khiển pháo hoa và đơn vị giao diện thông minh.Ứng dụng đầu tiên của dự án thám hiểm mặt trăng.
Để tăng khả năng phát điện của mảng pin mặt trời, Chang'e-5pin mặt trờimạch được thiết kế đểtối đa hóa diện tích vá ở mặt trước của mảng pin mặt trời.Tuy nhiên, trong các nhiệm vụ thám hiểm mặt trăng, diện tích của các tấm pin mặt trời bị hạn chế nghiêm ngặt.Đồng thời, không giống như các vệ tinh thông thường, bản thân cấu hình của tàu thăm dò sẽ xác định hình dạng bất thường của các tấm.Các tấm pin mặt trời của Chang'e-5 có hình tam giác và đa giác.Và nhiều hình dạng khác.Làm thế nào để đối phó với diện tích nền nhỏ và hình dạng lạ?
Đối với các mô hình vệ tinh thông thường, các nhà phát triển chỉ sử dụng pin mặt trời có kích thước đơn khi thiết kế mạch pin mặt trời.Đối với Chang'e-5, các nhà phát triển đã phá vỡ suy nghĩ thông thường và sử dụng pin có nhiều kích cỡ khác nhau để trộn các tấm vải, nhờ đó hiệu suất của tấm vải đạt hơn 91%, cao hơn 5% đến 10% so với các sản phẩm thông thường.
Đồng thời, Chang'e-5 đã chọnpin mặt trời hiệu suất cao hơn.Hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời Chang'e-3 và Chang'e-4 lần lượt là 28,6% và 30,84%, trong khi Chang'e-5 đạt hơn 31%.Sau quá trình làm việc chăm chỉ, công suất đầu ra trên một đơn vị diện tích của tấm pin mặt trời Chang'e-5 không chỉ ở thời điểm phát triển sản phẩm mà ngay cả bây giờ, nó cũng là mức cao nhất ở Trung Quốc.
”Năng lượng riêng” là một trong những chỉ số hiệu suất quan trọng của pin lithium-ion.Giá trị càng cao thì càng có thể lưu trữ nhiều năng lượng trên một đơn vị thể tích hoặc trọng lượng.Theo nhà thiết kế phụ trách pin lithium-ion Chang'e-5, các nhà phát triển đã tăng "năng lượng riêng" trọng lượng pin của các sản phẩm liên quan đến Chang'e-5 lên 195Wh/kg (watt-giờ trên mỗi kg).Giá trị này hiện là giá trị cao nhất về “năng lượng riêng” của pin lithium-ion được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ.
Theo chế độ làm việc của Chang'e-5, sau khi đến quỹ đạo mặt trăng, tổ hợp tàu đổ bộ và tàu bay lên tách khỏi tổ hợp quỹ đạo và tàu quay trở lại, tàu đổ bộ và tàu bay lên rơi xuống bề mặt mặt trăng để bắt đầu thu thập mẫu trên bề mặt mặt trăng.Sau khi tính toán đầy đủ thời gian thực hiện nhiệm vụ trên bề mặt Mặt Trăng và chế độ làm việc của các sản phẩm cung cấp điện, theo kế hoạch tổng thể,các nhà phát triển đã tối ưu hóa thiết kế năng lượng của bộ phận hạ cánh và tăng dần.
Các sản phẩm năng lượng của tàu đổ bộ bao gồmmảng pin mặt trờiVàbộ điều khiển điện, và tích số của người đi lên bao gồmmảng pin mặt trời, bộ điều khiển điệnVàpin lithium-ion.Trước khi tách ra, trong giai đoạn bay và giai đoạn mặt trăng, mạch pin năng lượng mặt trời của tàu đổ bộ đảm nhận trách nhiệmcung cấp năng lượng cho cơ thể kết hợp;và khi vật thể kết hợp bị tách ra trong pha mặt trăng, người bay lên nhanh chóng thay đổi vai trò và mạch pin năng lượng mặt trờiBản thân sức mạnhtrong thời kỳ ánh sáng.Trong thời kỳ không được chiếu sáng, tàu đổ bộ và tàu bay lên dùng chung một bộ pin lithium-ion.cung cấp năng lượng cho hội đồng.
Ngoài ra, Chang'e-5 được phóng vào sáng sớm cũng liên quan đến dung lượng pin.Dung lượng pin của tàu vũ trụ bị hạn chế.Để Chang'e 5 bay được quãng đường dài trong không gian,nó phải được chiếu sáng bởi mặt trời.Chọn phóng vào sáng sớm, khi Chang'e 5 bay tới quãng đường hàng chục nghìn km, pin có thể thu được dòng năng lượng mặt trời ổn định thông qua góc chiếu sáng tối đa.
Dự án thám hiểm mặt trăng của Trung Quốc, sau 10 năm cân nhắc, cuối cùng được chia thành ba giai đoạn: “xung quanh”, “rơi” và “trở về”: Giai đoạn đầu tiên là “xung quanh”: phóng vệ tinh thám hiểm mặt trăng “Chang'e-1″ và sau đó “Chang'e-2” được sử dụng để thăm dò môi trường bề mặt Mặt Trăng, địa hình, địa hình, cấu trúc địa chất và trường vật lý;giai đoạn thứ hai của “rơi”: “Chang'e-3” và “Chang'e-4” được phóng, hạ cánh nhẹ nhàng Hạ cánh xuống mặt trăng để phát hiện;giai đoạn thứ ba “trở về”: phóng “Chang'e-5”,mục tiêu là tuần tra và lấy mẫu bề mặt mặt trăng.
Việc phóng và hạ cánh thành công lên mặt trăng của tàu thăm dò Hằng Nga-5 là một bước quan trọng trong giai đoạn “trở về” thứ ba.Việc kết thúc giai đoạn dự án này sẽ đưa công nghệ hàng không vũ trụ của nước tôi lên một tầm cao mới.
2020-12-08
