Módulo de ciências Wentian

Wentian
Estação Espacial: Estação espacial chinesa
Data de início: Maio / junho de 2022 (planejado)
Launcher: Longa marcha 5 B
Dimensões: 21 t
Comprimento: 14,4 m
Diâmetro: 4,2 m
Volume: 30 m³ (espaço vital)
Módulos adjacentes
Direção do vôo
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  Tianhe
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O módulo de ciências Wentian ( chinês 問 天 實驗艙 / 问 天 实验舱, Pinyin Wèntiān Shíyàncāng , levantamento do céu alemão  ) é o segundo módulo planejado da estação espacial chinesa . Ele deve ser lançado do Cosmódromo de Wenchang no início do verão de 2022 com um veículo de lançamento Langer Marsch 5 B e instalado no bocal de bombordo da fechadura de proa do módulo central Tianhe .

Descrição

O módulo de ciência Wentian, construído pela Academia Chinesa de Tecnologia Espacial , tem 14,4 m de comprimento, seu maior diâmetro é de 4,2 me seu peso de decolagem é de cerca de 21 t. Além de sua função real de plataforma para experimentos, o módulo também cumpre funções de controle para toda a estação espacial e também serve como depósito de peças sobressalentes - cerca de 60-70% dos dispositivos da estação espacial podem ser reparados em órbita - consumíveis como alimentos ou fraldas, bem como Abrigo em caso de emergência.

O módulo de ciência Wentian consiste em três seções: a seção de trabalho de 7 m de comprimento adjacente à seção de bloqueio esférico do módulo central com um diâmetro externo de 4,2 m, uma seção de bloqueio cilíndrica com um diâmetro ligeiramente menor e uma seção de alimentação cônica na qual o módulos solares e a antena parabólica voltada para cima para os satélites de retransmissão Tianlian em suas órbitas geoestacionárias para comunicação com o Centro de Controle Espacial de Pequim . Cargas podem ser fixadas na parede externa da seção de abastecimento: sete no lado voltado para a terra da seção e um instrumento para observações astronômicas na metade do lado do zênite na direção do vôo. Além da observação da Terra , etc., experimentos em vácuo e raios cósmicos também podem ser realizados nesses locais de carga útil .

A estação espacial chinesa se move entre 42 ° de latitude norte e sul a uma altitude de 340–420 km acima da Terra, ou seja, na camada F 2 da ionosfera. A radiação cósmica consiste em 90% de prótons , 9% de partículas alfa e 1% de elétrons , íons pesados e radiação gama . Em sua órbita ao redor da Terra, a estação espacial cruza repetidamente a anomalia do Atlântico Sul na costa do Brasil, onde há um aumento da radiação de partículas. A composição exata e intensidade dos raios cósmicos é difícil de prever devido aos mecanismos complexos, mas do lado de fora é cerca de uma a duas ordens de magnitude maior do que dentro da estação espacial, o que oferece bons pré-requisitos para pesquisas nas áreas de alta. astronomia energética e física das astropartículas .

O módulo de ciências Wentian

Há uma escotilha de saída no lado voltado para a terra da seção de bloqueio (a escotilha de saída do módulo central está no lado do zênite). Há também um segundo braço mecânico que pode ser usado para colocar os contêineres de carga no lugar. Cinco instrumentos podem ser fixados na parede externa da seção da fechadura na direção do vôo, nove no lado do zênite. Esses locais são destinados a pesquisas nas áreas de astrofísica , física solar e clima espacial . No entanto, testes de materiais para aplicações espaciais também podem ser realizados lá, como o comportamento de lubrificantes, ligas com memória de forma ou materiais compostos durante uma longa permanência no espaço. Nas áreas externas do módulo de ciência Wentian, os elementos estruturais ou componentes da espaçonave podem ser testados quanto à sua confiabilidade de longo prazo e os mecanismos de sua falha podem ser pesquisados.

A seção de trabalho pode ser acessada sem um traje espacial, o ar que você respira tem uma composição semelhante à da terra, a pressão do ar de 81,3-104,3  kPa é a mesma que no resto da estação espacial e corresponde aproximadamente ao ar da terra pressão ao nível do mar. Como a pressão nos trajes espaciais Feitianos chineses é reduzida a 40 kPa para aumentar a mobilidade dos viajantes espaciais no vácuo, uma descompressão de meia hora na câmara de descompressão é necessária antes de uma missão fora de bordo . A seção de trabalho consiste em um corredor com seção transversal quadrada de cerca de 2 × 2 m, nos lados de bombordo, estibordo e zênite, dos quais existem seis gabinetes de laboratório de aproximadamente 1 m de largura ou prateleiras de mesma largura, em que menores dispositivos podem ser instalados. Os viajantes espaciais têm 30 m³ de espaço de movimento disponíveis. Para efeito de comparação: o módulo central Tianhe oferece 50 m³ de espaço vital, os laboratórios de sala Tiangong tinham 15 m³ de espaço livre.

FORNO

Na parte externa da seção de trabalho na direção do vôo, há uma opção de montagem para grandes cargas e uma grande plataforma de experimentos para cargas que não correspondem ao formato padrão. A unidade de Detecção de Radiação Cósmica de Alta Energia (HERD) deve ser instalada na primeira em 2027 , um dispositivo de quase 4 toneladas para a observação de radiação cósmica de alta energia. O custo total do projeto, que envolverá mais de uma centena de cientistas da China, Hong Kong, Taiwan, Itália, Suíça, Espanha e Suécia até 2021, foi estimado em US $ 155-310 milhões em 2021. Uma vez que o próprio dispositivo em forma de cubo tem um comprimento de borda de cerca de 1,5 m sem o bocal de fixação, ele não pode ser manobrado de um cargueiro de Tianzhou através das escotilhas internas da estação espacial, além do fato de que ele próprio tem uma massa de 4 toneladas não seriam administráveis ​​por três viajantes espaciais. Portanto, a partir de 2021, está planejado entregar o dispositivo com uma versão modificada da espaçonave tripulada da nova geração , onde uma área de carga com uma grande abertura zenital é disposta na frente do módulo de serviço, através do qual o dispositivo pode ser empurrado para fora e então assumido pelo braço mecânico da estação. Os astronautas então montam o dispositivo no módulo de ciências com seus bocais de fixação em ângulo de forma que se projete sobre a seção de trabalho e o plano da estação espacial (todos os módulos têm o mesmo diâmetro máximo de 4,2 m). Como resultado, ele tem um campo de visão de cerca de 70 ° na direção do zênite, ou seja, nas profundezas do espaço .

No meio do dispositivo, que tem um consumo de energia de 1,5 kW, há um calorímetro de imagem tridimensional que, com o auxílio de sub-detectores fixados nas quatro superfícies laterais e no topo do cubo, não mede apenas a energia dos raios cósmicos, mas também entre pode distinguir entre os componentes individuais (veja acima) e reconstruir sua trajetória. A faixa de medição do calorímetro é 30  GeV - 3 PeV para prótons e núcleos atômicos, 10 GeV - 100 TeV para elétrons e 0,5 GeV - 100 TeV para radiação gama.

Por um período de dez anos, o HERD servirá como um observatório de raios gama e trabalhará junto com o Cherenkov Telescope Array no Chile e o LHAASO em Sichuan . Devido ao seu grande campo de visão, o HERD também é adequado para pesquisar as chamadas "contrapartes eletromagnéticas" das ondas gravitacionais , pelo que se supõe que interage com os satélites GECAM se ainda estiverem em operação em 2027, bem como com o Observatório de flash de raios gama franco-chinês SVOM , que deve começar em 2022. Em cooperação com o Observatório Vera C. Rubin no Chile, que está atualmente em construção, e o planejado telescópio espacial Euclid , a matéria escura também será pesquisada, não apenas no espectro de raios gama, mas também por meio de elétrons e pósitrons de alta energia . Espera-se, assim, entre outras coisas, obter uma resposta à pergunta de onde vem o excesso de pósitrons que atingem o sistema solar. As duas hipóteses sobre isso são por meio da aniquilação da matéria escura ou, o que é considerado mais provável, por meio de nebulosas de vento pulsar próximas ao sistema solar.

CANTA

As Investigações Espectroscópicas de Gás Nebular (SING) do Instituto Indiano de Astrofísica e do Instituto de Astronomia da Academia Russa de Ciências são menos complexas . Este é um pequeno telescópio refletor para a faixa de UV-C entre 140 e 270 nm. O telescópio Cassegrain com um espelho principal de 30 cm de diâmetro e uma distância focal total de 1,5 m tem dimensões externas de 50 × 40 × 40 cm e pesa apenas menos de 25 kg. Os últimos testes, nos quais é verificada a adequação do espaço (vácuo, temperatura, vibração) do instrumento, devem ser concluídos até o início de 2023. Se bem-sucedido, o telescópio poderia ser levado à estação pelo cargueiro Tianzhou 6 em abril de 2023 e instalado na parte externa do módulo de ciências.

O telescópio não pode ser girado, mas examina o céu enquanto a estação espacial orbita a Terra e, ao longo de um ano, o sol. Atrás da abertura no meio do espelho principal está um pequeno espelho que direciona a luz para um espectrógrafo . O detector do espectrógrafo consiste em uma placa de microcanais com um diâmetro de 4 cm e um diâmetro de canal de 10 µm, bem como um sensor de pixel ativo com 1675 × 1675 pixels. O projeto, que foi selecionado em junho de 2019 pelo Escritório das Nações Unidas para Assuntos Espaciais como uma das primeiras seis cargas úteis internacionais a serem instaladas gratuitamente pelo Office for Manned Spaceflight na estação espacial chinesa, é um estudo abrangente do interestelar médio , de gás quente em remanescentes de supernova a gás quente em nebulosas planetárias a gás frio em nuvens moleculares .

POLAR-2

Também foi incluído na lista das seis primeiras cargas úteis gratuitas do Office for Outer Space Affairs, o raio gama - polarímetro POLAR-2, um projeto conjunto do Instituto de Astronomia e Física Nuclear da Universidade de Genebra com o Max Planck Instituto de Física Extraterrestre , Instituto de Física de Altas Energias, Academia Chinesa de Ciências e Centro Nacional de Pesquisa Nuclear da Polônia. A polarização de fótons de flashes de raios gama na faixa de 20 keV a 800 keV deve ser medida com o instrumento por um período de pelo menos dois anos . Isso significa que ele tem uma faixa de medição maior do que o modelo anterior POLAR (50–500 keV), que foi usado no laboratório da sala Tiangong 2 em 2016/2017 , e cobre uma faixa completamente diferente do HERD com seu 0,5 GeV - 100 TeV.

POLAR-2 tem a forma de um cubo com um comprimento de aresta de cerca de 50 cm. 100 módulos de polarímetro são colocados em uma grade de alumínio na parte superior - quatro vezes mais do que no POLAR original - cada um dos quais contém 64 cintiladores, cada um 5,9 × 5,9 × 125 mm. Em 18 de novembro de 2019, a Universidade de Genebra assinou um acordo de cooperação com o Centro de Projetos e Tecnologias para a Utilização do Espaço , instituição da Academia Chinesa de Ciências , responsável pelo sistema de carga útil do programa espacial tripulado da República Popular da China da China . No decurso de 2020, protótipos dos módulos de polarímetro foram testados no CERN , em 2024 o POLAR-2 será trazido para a estação espacial em um cargueiro Tianzhou e instalado pela tripulação do lado de fora do módulo de ciências.

Links da web

Evidência individual

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