La grande efficienza del sistema di approvvigionamento dell’energia ha mantenuto stabile la combinazione della navicella cargo Tianzhou-2 e del modulo centrale della stazione spaziale cinese Tianhe.
La Cina – riporta l’agenzia Ansa – ha mandato nello spazio il modulo Tianhe il 29 aprile, dando il via a una serie di importanti missioni di lancio che ambiscono a completare la costruzione della stazione spaziale entro la fine del 2022.
Tianzhou-2 è stato lanciato il 29 maggio e ha attraccato con successo su Tianhe in circa otto ore, allo scopo di consegnare rifornimenti, attrezzature e carburante.
Sia il modulo centrale che il cargo sono dotati di sistemi di alimentazione energetica indipendenti. Dopo l’attracco, i due sistemi possono formare una rete collegata e scambiarsi reciprocamente energia elettrica.
“I due sistemi indipendenti funzionano come due smartphone“, ha spiegato Yu Lei, uno degli ingegneri responsabili dell’approvvigionamento energetico del progetto Tianzhou-2, che afferma che i moduli “possono essere caricati separatamente o reciprocamente“.
Mentre è collegato alla stazione spaziale, Tianzhou-2 è in modalità riposo e ha un consumo energetico relativamente basso.
I suoi pannelli solari superano la richiesta di energia per la maggior parte del tempo, e questo surplus viene immagazzinato per essere utilizzato per le attività degli astronauti e per le ricerche scientifiche che richiedono un consumo maggiore.
“I pannelli solari di Tianzhou-2 non sono solamente in grado di soddisfare direttamente la richiesta di energia della navicella, ma caricano anche le batterie di bordo“, ha raccontato Wang Zhenxu, un progettista del sistema di alimentazione del progetto Tianzhou-2.
I ricercatori stimano che la stazione spaziale impieghi 91 minuti per girare intorno alla Terra nell’orbita terrestre bassa, durante i quali riceve la luce del sole per circa 54 minuti. I pannelli solari sperimentano quindi il ciclo luce-ombra circa 16 volte al giorno.
I tre set di batterie agli ioni di litio alimentano l’intero cargo quando i due moduli collegati entrano nelle zone d’ombra. I pannelli solari entrano nuovamente in funzione quando vengono esposti alla luce del sole, continuando a fornire energia e a caricare le batterie.
Il modulo centrale Tianhe è alimentato da pannelli solari GaAs (arseniuro di gallio) flessibili di terza generazione, che forniscono un’alta potenza in uscita, sono leggeri, piccoli quando sono piegati, durano a lungo in orbita e possono essere ripetutamente aperti e chiusi.
Lo spessore di uno di questi pannelli solari è inferiore a un millimetro e pesano solo la metà per unità di superficie rispetto ai dispositivi solari tradizionali.
L’area in grado di produrre energia dei pannelli solari di Tianhe copre 80 metri quadrati e può fornire 20 KW di potenza al modulo centrale.
I ricercatori hanno eseguito un gran numero di test di simulazione a terra per verificare l’efficacia della tecnologia di protezione ambientale utilizzata dai pannelli solari, che deve riuscire a sopportare quasi 90.000 cicli alternati di alta e bassa temperatura, che vanno da 100 a -100 gradi Celsius in orbita, oltre al complesso ambiente spaziale.
La vita utile massima prevista dei pannelli solari è di 15 anni e sono in grado di lavorare efficacemente per il progetto della stazione spaziale.
