Luftschleuse, kleiner Roboterarm, flexibler Solarflügel – Analyse der „einzigartigen Artefakte“ des Wentian-Experimentalmoduls

Nachrichtenagentur Xinhua, Wenchang, Hainan, 24. Juli

Titel: Luftschleuse, kleiner Roboterarm, flexibler Solarflügel – Analyse der „einzigartigen Artefakte“ des Wentian-Experimentalmoduls

Die Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua Li Guoli, Zhao Yeping und Zhang Ruijie

Am 24. Juli wurde die Trägerrakete Langer Marsch 5B Yao-3 mit dem Wentian-Labormodul an Bord im Weltraumbahnhof Wenchang in meinem Land gezündet und gestartet. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Li Gang

Am Nachmittag des 24. Juli, als die Trägerrakete Langer Marsch 5B Yao-3 in den Himmel stieg, wurde das erste Versuchsmodul in der Bauphase der Raumstation meines Landes und das schwerste Raumfahrzeug, das mein Land bisher gestartet hat, das etwa 23 Tonnen schwere Versuchsmodul Wentian, ins All geschossen.

Das Wentian-Labormodul hat eine Gesamtlänge von 17,9 Metern und einen Durchmesser von 4,2 Metern und ist damit „stärker“ und „stabiler“ als das Tianhe-Kernmodul. Es verfügt außerdem über drei „einzigartige Artefakte“: eine Luftschleusenkabine, einen Außenbordbereich ausschließlich für Astronauten; ein kleiner Roboterarm, der geschickter und präziser zu bedienen ist; und flexible Solarmodule, die Energie für die gesamte Raumstation sammeln können.

Luftschleuse: Spezieller Ausgangsbereich für Astronauten

Seit Beginn der Raumstationsmission haben chinesische Astronauten zahlreiche Außenbordeinsätze durchgeführt. Die Ausstiegsluke am Tianhe-Kernmodul wird als „Knotenmodul“ bezeichnet und erfüllt mehrere Funktionen, beispielsweise das Andocken und Parken von Raumfahrzeugen sowie Außenbordaktivitäten von Astronauten. In der Kabine befinden sich zahlreiche Geräte, Rohre und Kabel. Nach dem Start des Wentian-Labormoduls steht den Astronauten für ihre zukünftigen Außenbordaktivitäten ein eigener Außenbordbereich zur Verfügung – die Luftschleuse.

Laut Zhang Hao, dem Chefdesigner des Raumstationssystems der Fifth Academy of China Aerospace Science and Technology Corporation, handelt es sich bei der Luftschleuse um eine Kabine mit runder Innenseite und quadratischer Außenseite. Sie zeichnet sich durch eine größere Kabinenkapazität, breitere Kabinentüren und eine sauberere Kabine aus. In Zukunft wird die Luftschleuse der Hauptausgangskanal für das gesamte Raumstationssystem sein.

Der Raum, in dem die Astronauten Außenbordaktivitäten durchführen können, beträgt im Knotenmodul etwa sieben bis acht Kubikmeter, während er im Luftschleusenmodul zwölf bis dreizehn Kubikmeter betragen kann. Das Luftschleusenmodul ist sauberer als das Knotenmodul, da es nur mit Ausrüstung für Außenbordaktivitäten ausgestattet ist und nicht durch andere Rohrleitungen und Kabel eingeschränkt wird. Der Durchmesser der Kabinentür beträgt 1 Meter und ist damit 15 Zentimeter größer als der Durchmesser der Knotenmodultür.

„Astronauten können hier entspannter ein- und aussteigen. Sie können auch große Geräte mitnehmen, um außerhalb der Kabine zu arbeiten, was ihre Außenbordfähigkeiten erheblich verbessert“, sagte Zhang Hao.

Die Wentian-Laborkabine verfügt über insgesamt 22 Standard-Nutzlastschnittstellen. In den nächsten zehn Jahren können die wissenschaftlichen Versuchsnutzlasten der Raumstation mithilfe von Roboterarmen präzise an die entsprechenden Standard-Nutzlastschnittstellenpositionen „geliefert“ werden und sind „Plug-and-Play“-fähig, ohne dass die Astronauten die Kabine für die manuelle Bedienung verlassen müssen.

Kleiner Roboterarm: „Klein und kraftvoll“, kann selbstständig die extravehiculare Versorgung durchführen

Wie das Tianhe-Kernmodul ist auch das Wentian-Labormodul mit einem Roboterarm ausgestattet. Verglichen mit dem großen Roboterarm im Kernmodul mit einer ausgefahrenen Länge von 10 Metern und einer maximalen Tragmasse von 25 Tonnen erscheint der Roboterarm des Wentian-Labormoduls kürzer und leistungsstärker.

Zhang Hao stellte vor, dass der große Roboterarm lang genug sei, eine größere Übertragungsreichweite und einen Aktionsradius von fast 10 Metern habe. Es ist stark genug, wie ein „starker Mann“, und kann ein komplettes Raumschiff greifen und transportieren.

Im Vergleich dazu ist der kleine Roboterarm der Wentian-Laborkabine etwa fünf Meter lang und hat eine Tragfähigkeit von drei Tonnen. Diese „kleine Hand“ ist jedoch dafür ausgelegt, kleine und mittelgroße Geräte zu greifen und feinere Operationen durchzuführen.

Beispielsweise kann es die Installation, den Austausch und andere Wartungsvorgänge von Außenbordnutzlasten selbstständig durchführen, ohne dass die Astronauten die Kabine verlassen müssen, was die Arbeitsbelastung der Astronauten im Orbit effektiv verringern kann.

Der große und der kleine Roboterarm können auch kombiniert eingesetzt werden, um einen etwa 15 Meter langen Gesamtarm für weitere Außenbordeinsätze zu bilden. „Wir können die großen und kleinen Roboterarme als menschliche Hände betrachten, die sich gegenseitig Dinge übergeben und sie gemeinsam nutzen. Wir können die beiden Arme auch zusammenballen, um einen längeren Roboterarm zu bilden, der einige Operationen und Krabbelaufgaben ausführen kann und die gesamte Oberfläche der Raumstation abdeckt.“ sagte Zhang Hao.

Flexibler Solarflügel: der derzeit längste und größte in China

Die Solarmodule des Wentian-Labormoduls sind derzeit die längsten und größten flexiblen Solarmodule in China und brechen den Rekord für die Verwendung von Solarmodulen auf chinesischen Raumfahrzeugen im Orbit.

Laut Zhang Hao beträgt die Länge des einzelnen Solarflügel-Arrays des Wentian-Experimentiermoduls plus einiger Montagestrukturen fast 28 Meter, und die Länge der beiden Solarflügel beträgt im vollständig entfalteten Zustand fast 56 Meter, was größer ist als die Größe der drei Module der Raumstation zusammen. Die Fläche eines Solarflügel-Arrays kann mehr als 100 Quadratmeter erreichen, wodurch effektiv mehr Sonnenenergie gesammelt und ausreichend Energie für den Betrieb der Raumstation bereitgestellt wird.

„Ein so großer Solarflügel kann 9 Kilowatt Strom pro Flügel und 18 Kilowatt pro Flügel erzeugen, mit einer durchschnittlichen täglichen Stromerzeugung von mehr als 430 Grad. Nach dem Rendezvous und Andocken an das Kernmodul kann er den Strombedarf der gesamten Raumstation decken“, sagte Zhang Hao.

Die Solarmodule der Wentian-Versuchskabine sind großflächig und hochflexibel. Song Xiaoguang, stellvertretender Chefdesigner des GNC-Subsystems des Wentian-Labormoduls der Fifth Academy of China Aerospace Science and Technology Corporation, sagte, dieser Solarflügel sei nur geringfügig härter als Kleidung und verfüge über eine Zweiachsensteuerung, sodass seine Richtung jederzeit angepasst werden könne, ohne die Haltung der Kabine zu verändern.

Nachdem der Aufbau der Raumstation im Orbit abgeschlossen ist, wird ein Solarpanel des Tianhe-Kernmoduls auf das Heck des Ressourcenmoduls des Wentian-Labormoduls übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Wentian-Labormodul zu einem wahren „Hauptkraftwerk“, das den Komplex kontinuierlich mit Strom und Energie versorgt.

Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua