Estação espacial Tiangong - Tiangong space station

Estação Espacial Tiangong
Estação Espacial Chinesa.png
Uma representação da estação espacial
Estatísticas da estação
Equipe técnica 3-6
Lançar 29 de abril de 2021 ( Tianhe )
2022 ( Wentian e Mengtian )
Massa 66.000 kg
Comprimento ~ 20,00 m
Diâmetro ~ 3,00 m

A Estação Espacial Tiangong ( chinês : 天宫 ; pinyin : Tiāngōng ; lit. 'Heavenly Palace'), ( TSS ) ou grande estação espacial modular chinesa é uma estação espacial planejada para ser colocada em órbita baixa da Terra entre 340-450 km (210- 280 mi) acima da superfície. A Estação Espacial de Tiangong terá cerca de um quinto da massa da Estação Espacial Internacional e aproximadamente o tamanho da estação espacial russa Mir desativada . O Tiangong deverá ter uma massa entre 80 e 100 t (180.000 e 220.000 lb). As operações serão controladas a partir do Centro de Comando e Controle Aeroespacial de Pequim, na China . O módulo principal, o Tianhe ("Harmonia dos Céus"), foi lançado em 29 de abril de 2021.

Visão geral

A construção da estação manifestará a terceira fase do programa Tiangong . Ele se baseia na experiência adquirida com seus precursores, Tiangong-1 e Tiangong-2 . Os líderes chineses esperam que a pesquisa conduzida na estação melhore a capacidade dos pesquisadores de conduzir experimentos científicos no espaço, além da duração oferecida pelos laboratórios espaciais existentes na China.

Origem do nome

Deng Xiaoping decidiu que os nomes usados ​​no programa espacial, antes todos escolhidos da história revolucionária da RPC , seriam substituídos por nomes místico-religiosos. Assim, os novos veículos de lançamento da Longa Marcha foram renomeados como flecha Divina (神箭), cápsula espacial nave Divina (神舟), ônibus espacial Divino dragão (神龙), luz divina a laser de alta potência baseada em terra (神光) e supercomputador Divino poder (神威).

Esses nomes poéticos continuam como a primeira , segunda , terceira , quarta e quinta sondas lunares chinesas são chamadas Chang'e em homenagem à deusa da lua. O nome "Tiangong" significa "palácio celestial". Em toda a RPC, o lançamento de Tiangong 1 inspirou uma variedade de sentimentos, incluindo poesia de amor. Dentro da RPC, o encontro dos veículos espaciais é comparado ao reencontro do vaqueiro e da tecelã .

Wang Wenbao, diretor do CMSE, disse em uma coletiva de imprensa em 2011 "Considerando as conquistas passadas e o futuro brilhante, sentimos que o programa espacial tripulado deve ter um símbolo mais vívido e que a futura estação espacial deve ter um nome retumbante e encorajador. Sentimos agora que o público deve ser envolvido nos nomes e símbolos, pois este grande projeto irá aumentar o prestígio nacional e fortalecer o sentido nacional de coesão e orgulho ”. Imagens do programa espacial chinês têm sido usadas pelo Partido (governo) para fortalecer sua posição e promover o patriotismo desde o final dos anos 1950 e início dos anos 1960.

Em 31 de outubro de 2013, a China Manned Space Engineering anunciou os novos nomes para todo o programa:

  • A grande estação espacial modular também se chamaria Tiangong , sem número.
  • O módulo do telescópio espacial separado seria chamado de Xuntian ( chinês : 巡天 ; pinyin : Xún Tiān ; lit. 'Touring the Heavens'), código XT (telescópio), recebendo o nome anteriormente pretendido para o Módulo Experimental II.

Estrutura

A estação espacial será uma estação espacial modular de terceira geração . Estações espaciais de primeira geração, como as primeiras Salyut , Almaz e Skylab , eram estações de peça única e não projetadas para reabastecimento. As estações Salyut 6 e 7 de segunda geração e Tiangong 1 e 2 são projetadas para reabastecimento no meio da missão. Estações de terceira geração, como a Mir e a Estação Espacial Internacional , são estações espaciais modulares, montadas em órbita a partir de peças lançadas separadamente. Os métodos de projeto modularizado podem melhorar muito a confiabilidade, reduzir custos, encurtar o ciclo de desenvolvimento e atender aos diversos requisitos de tarefas.

Painel solar Painel solar
Painel solar Painel solar Porto de ancoragem Painel solar Painel solar

Laboratório Wentian
Módulo de serviço Tianhe

Laboratório Mengtian
Painel solar EVA incubação Porto de ancoragem Porto de ancoragem Painel solar


Intercâmbios de tecnologia

Um modelo do lançador de módulos, o Longo 5 de Março

O método de montagem da estação pode ser comparado com a estação espacial Soviética-russa Mir e o segmento orbital russo da Estação Espacial Internacional . Se a estação for construída, a China será a segunda nação a desenvolver e usar ponto de encontro e acoplamento automáticos para a construção de estações espaciais modulares. As espaçonaves e estações espaciais da Shenzhou usam um mecanismo de acoplamento feito internamente, semelhante ou compatível com o adaptador de acoplamento APAS projetado pela Rússia. Durante as cordiais relações sino-soviéticas da década de 1950, a União Soviética (URSS) se engajou em um programa cooperativo de transferência de tecnologia com a RPC, sob o qual ensinava estudantes chineses e fornecia ao programa incipiente um foguete R-2 de amostra. O primeiro míssil chinês foi construído em 1958 com engenharia reversa do R-2 soviético, ele próprio uma versão atualizada do foguete alemão V-2 . Mas quando o primeiro-ministro soviético Nikita Khrushchev foi denunciado como revisionista por Mao, a relação amigável entre os dois países se transformou em confronto. Como consequência, toda a assistência tecnológica soviética foi retirada abruptamente após a cisão sino-soviética de 1960 .

O desenvolvimento da série de foguetes Longa Marcha permitiu à RPC iniciar um programa de lançamento comercial em 1985, que desde então lançou mais de 30 satélites estrangeiros, principalmente para interesses europeus e asiáticos.

Em 1994, a Rússia vendeu parte de sua aviação avançada e tecnologia espacial para os chineses. Em 1995, um acordo foi assinado entre os dois países para a transferência de tecnologia da espaçonave russa Soyuz para a China. O acordo incluía treinamento, fornecimento de cápsulas Soyuz , sistemas de suporte de vida, sistemas de encaixe e trajes espaciais. Em 1996, dois astronautas chineses, Wu Jie e Li Qinglong , começaram a treinar no Centro de Treinamento de Cosmonautas Yuri Gagarin na Rússia . Após o treinamento, esses homens voltaram para a China e começaram a treinar outros astronautas chineses em locais próximos a Pequim e Jiuquan . O hardware e as informações vendidas pelos russos levaram a modificações na espaçonave original da Fase Um, eventualmente chamada de Shenzhou , cuja tradução livre significa "nave divina". Novas instalações de lançamento foram construídas no local de lançamento de Jiuquan, na Mongólia Interior , e na primavera de 1998 uma maquete do veículo de lançamento Longa Marcha 2F com a espaçonave Shenzhou foi lançada para testes de integração e instalação.

Um representante do programa espacial tripulado chinês afirmou que, por volta de 2000, a China e a Rússia estavam engajadas em intercâmbios tecnológicos relacionados ao desenvolvimento de um mecanismo de acoplamento. O vice-designer chefe, Huang Weifen, afirmou que perto do final de 2009, a agência chinesa começou a treinar astronautas sobre como atracar espaçonaves.

Módulos

Visualizações do painel do módulo central da estação espacial chinesa Tianhe

O Módulo de Cabine Principal 'Tianhe' fornece suporte de vida e alojamento para três membros da tripulação e fornece orientação, navegação e controle de orientação para a estação. O módulo também fornece os sistemas de energia, propulsão e suporte de vida da estação. O módulo consiste em três seções: alojamentos, seção de serviços e um centro de encaixe. Os aposentos conterão cozinha e banheiro, equipamento de controle de incêndio, processamento atmosférico e equipamento de controle, computadores, aparato científico, equipamento de comunicação para enviar e receber comunicações via controle de solo em Pequim e outros equipamentos. Um braço robótico SSRMS de estilo canadense será transportado para o espaço dobrado sob a seção de serviços da Tisane. Além disso, o experimento Wentian (descrito abaixo) também carregará um segundo braço robótico SSRMS armazenado em duplicata. Em 2018, a maquete em escala real do CCM foi apresentada publicamente na China International Aviation & Aerospace Exhibition em Zhuhai. O vídeo do CNSA revelou que os chineses construíram dois desses módulos centrais. Impressões de artistas também representaram os dois módulos principais acoplados para ampliar a estação geral.

Módulo de experimento suplementar Wentian
Módulo experimental suplementar Mengtian

O primeiro dos dois Módulos de Cabine de Laboratório 'Wentian' e 'Mengtian' respectivamente, fornecerá aviônica de navegação adicional, propulsão e controle de orientação como funções de backup para o CCM. Ambos os LCMs fornecerão um ambiente pressurizado para os pesquisadores conduzirem experimentos científicos em queda livre ou microgravidade que não poderiam ser conduzidos na Terra por mais de alguns minutos. Os experimentos também podem ser colocados na parte externa dos módulos para exposição ao ambiente espacial , raios cósmicos , vácuo e ventos solares .

Como a Mir e o segmento orbital russo da ISS, os módulos CSS serão carregados totalmente montados em órbita, em contraste com o Segmento Orbital dos EUA da ISS, que exigia caminhada no espaço para interconectar cabos, tubulações e elementos estruturais manualmente. A porta axial dos LCMs será equipada com equipamento de encontro e irá primeiro acoplar à porta axial do CCM. Um braço mecânico semelhante ao braço russo Lyappa usado na estação espacial Mir irá então mover o módulo para uma porta radial do CCM.

Prazos de construção

Em 2011, a estação espacial foi planejada para ser montada durante 2020 a 2022. Em 2013, o módulo central da estação espacial foi planejado para ser lançado mais cedo, em 2018, seguido pelo primeiro módulo de laboratório em 2020, e um segundo em 2022. Até 2018 isso caiu para 2020-2023. Estão previstos 12 lançamentos para toda a fase de construção, agora com início em 2021.

Sistemas

Elétrico

A energia elétrica é fornecida por duas matrizes de energia solar orientáveis em cada módulo, que usam células fotovoltaicas para converter a luz solar em eletricidade. A energia é armazenada para alimentar a estação quando ela passa para a sombra da Terra. A nave espacial de reabastecimento irá reabastecer o combustível para os motores de propulsão da estação para manutenção da estação, para conter os efeitos do arrasto atmosférico.

Docking

Fontes estrangeiras afirmaram que o mecanismo de acoplamento se assemelha fortemente ao APAS-89 / APAS-95 , com uma fonte americana chegando a chamá-lo de clone. Tem havido reivindicações contraditórias sobre a compatibilidade do sistema chinês com os mecanismos de acoplamento atuais e futuros da ISS.

Experimentos

Os equipamentos de experimento programado para os três módulos a partir de junho de 2016 são:

  • Ciências da vida espacial e biotecnologia
    • Rack de Experimentos de Ciências da Ecologia (ESER)
    • Rack de Experimento de Biotecnologia (BER)
    • Porta-luvas e porta-frigoríficos científicos (SGRR)
  • Física de fluidos de microgravidade e combustão
    • Rack de experimentos de física de fluidos (FPER)
    • Rack de Experimento de Sistema Bifásico (TSER)
    • Rack de Experimento de Combustão (CER)
  • Ciência material no espaço
    • Rack de Experimento de Fornalha de Material (MFER)
    • Rack de experimento de material sem contêiner (CMER)
  • Física Fundamental na Microgravidade
    • Cold Atom Experiment Rack (CAER)
    • Rack de freqüência de tempo de alta precisão (HTFR)
  • Instalações multiuso
    • Rack de nível de microgravidade alta (HMGR)
    • Rack de experimentos de gravidade variável (VGER)
    • Rack de experimento modularizado (RACK)

Reabastecer

A estação será reabastecida por espaçonaves tripuladas e robóticas.

Missão tripulada

A espaçonave tripulada de próxima geração é projetada para transportar astronautas para a estação espacial chinesa com capacidade para a exploração da lua, substituindo a geração anterior da espaçonave Shenzhou . O porta-aviões da próxima geração da China é reutilizável com um escudo de calor destacável construído para lidar com retornos de alta temperatura através da atmosfera da Terra. O novo design da cápsula é maior do que a Shenzhou, de acordo com autoridades chinesas. A espaçonave é capaz de transportar astronautas para a Lua e pode acomodar até seis a sete membros da tripulação por vez, três astronautas a mais do que o de Shenzhou. A nova espaçonave com tripulação tem seção de carga que permite aos astronautas trazerem carga de volta à Terra, enquanto a espaçonave de reabastecimento de carga Tianzhou não foi projetada para trazer nenhuma carga de volta à Terra.

Reabastecimento de carga

Tianzhou ( Heavenly Vessel ), um derivado modificado da espaçonave Tiangong-1, será usado como uma espaçonave de carga robótica para reabastecer esta estação. A massa de lançamento de Tianzhou deve ser de cerca de 13.000 kg com uma carga útil de cerca de 6.000 kg. O lançamento, o encontro e a atracação devem ser totalmente autônomos, com o controle da missão e a tripulação usados ​​em funções de cancelamento ou monitoramento. Este sistema se torna muito confiável com padronizações que fornecem benefícios de custo significativos em operações de rotina repetitivas. Uma abordagem automatizada pode permitir a montagem de módulos orbitando outros mundos antes das missões tripuladas.

Lista de missões

  • Todas as datas são UTC . As datas são as primeiras datas possíveis e podem ser alteradas.
  • As portas de avanço estão na frente da estação de acordo com sua direção normal de viagem e orientação ( atitude ). A popa fica na parte traseira da estação, usada por espaçonaves que aumentam a órbita da estação. Nadir está mais próximo da Terra, Zenith está no topo.
Chave
   As naves espaciais de carga desenroscadas são na cor azul claro
   As naves espaciais com tripulação são na cor verde claro
   Módulos são na cor bege
Data de lançamento ( NET ) Resultado Nave espacial Veículo de lançamento Local de lançamento Provedor de lançamento Porto de atracação / atracação
29 de abril de 2021 Sucesso Tianhe Longa março 5B China Wenchang LC-1 China CASC N / D
20 de maio de 2021 Planejado Tianzhou 2 Longo 7 de março China Wenchang LC-2 China CASC Tianhe à
10 de junho de 2021 Shenzhou 12 Longa Marcha 2F China Jiuquan SLS-1 China CASC Tianhe para a frente
Setembro de 2021 Tianzhou 3 Longo 7 de março China Wenchang LC-2 China CASC Tianhe à
Outubro de 2021 Shenzhou 13 Longa Marcha 2F China Jiuquan SLS-1 China CASC Tianhe para a frente
Março a abril de 2022 Tianzhou 4 Longo 7 de março China Wenchang LC-2 China CASC Tianhe à
Maio de 2022 Shenzhou 14 Longa Marcha 2F China Jiuquan SLS-1 China CASC Tianhe para a frente
Maio a junho de 2022 Wentian Longa março 5B China Wenchang LC-1 China CASC Tianhe
Agosto-setembro de 2022 Mengtian Longa março 5B China Wenchang LC-1 China CASC Tianhe
Outubro de 2022 Tianzhou 5 Longo 7 de março China Wenchang LC-2 China CASC Tianhe à
Novembro de 2022 Shenzhou 15 Longa Marcha 2F China Jiuquan SLS-1 China CASC Tianhe

Segurança

Lixo espacial

Um objeto de 7 gramas (mostrado no centro) disparado a 7 km / s (a velocidade orbital da estação) fez esta cratera de 15 cm em um bloco sólido de alumínio.
Objetos rastreáveis ​​por radar , incluindo detritos, com anel distinto de satélites GEO

O CSS será operado em órbita baixa da Terra , 340 a 450 quilômetros acima da Terra, com uma inclinação orbital de 42 ° a 43 °, no centro da termosfera terrestre . Nesta altitude, há uma variedade de detritos espaciais, consistindo de muitos objetos diferentes, incluindo estágios inteiros de foguetes gastos, satélites mortos, fragmentos de explosão - incluindo materiais de testes de armas anti-satélite (como o teste de mísseis anti-satélite chinês de 2007 , o 2019 Teste anti-satélite indiano e o teste anti-satélite ASM-135 ASAT dos EUA em 1985 ), flocos de tinta, escória de motores de foguetes sólidos, líquido refrigerante liberado por satélites nucleares RORSAT e alguns aglomerados restantes das 750 milhões de pequenas agulhas do Projeto militar americano Oeste Ford . Esses objetos, além dos micrometeoróides naturais , são uma ameaça significativa. Objetos grandes podem destruir a estação, mas são menos ameaçadores, pois suas órbitas podem ser previstas. Objetos pequenos demais para serem detectados por instrumentos ópticos e de radar, de aproximadamente 1 cm até o tamanho microscópico, chegam a trilhões. Apesar de seu pequeno tamanho, alguns desses objetos ainda são uma ameaça por causa de sua energia cinética e direção em relação à estação. Os trajes espaciais da tripulação da caminhada espacial podem perfurar, causando exposição ao vácuo .

Objetos de detritos espaciais são rastreados remotamente do solo e a equipe da estação pode ser notificada. Isso permite a realização de uma Manobra de Prevenção de Detritos (DAM), que usa propulsores na estação para alterar a velocidade orbital e a altitude, evitando os resíduos. Os DAMs ocorrerão se os modelos computacionais mostrarem que os detritos se aproximarão dentro de uma certa distância de ameaça. Normalmente a órbita será elevada economizando combustível, já que a órbita da estação deve ser aumentada periodicamente para conter os efeitos do arrasto atmosférico. Se uma ameaça de detritos orbitais for identificada tarde demais para que um DAM seja conduzido com segurança, a tripulação da estação fecha todas as escotilhas a bordo da estação e recua para sua espaçonave Shenzhou , para que possam evacuar caso seja danificada por os detritos. A blindagem de micrometeorita é incorporada à estação para proteger as seções pressurizadas e sistemas críticos. O tipo e a espessura desses painéis variam de acordo com a exposição prevista aos danos.

Radiação

As estações em órbita baixa da Terra são parcialmente protegidas do ambiente espacial pelo campo magnético da Terra. De uma distância média de cerca de 70.000 km, dependendo da atividade solar, a magnetosfera começa a desviar o vento solar em torno da Terra e das estações espaciais em órbita. No entanto, as explosões solares ainda são um perigo para a tripulação, que pode receber apenas alguns minutos de aviso. A tripulação da ISS se abrigou por precaução em 2005 em uma parte mais blindada daquela estação projetada para este propósito durante a "tempestade de prótons" inicial de uma explosão solar classe X-3. Mas sem a proteção limitada da magnetosfera terrestre , a missão tripulada da China a Marte está especialmente em risco.

Vídeo da Aurora Australis feito pela tripulação da ISS em uma passagem ascendente do sul de Madagascar até o norte da Austrália sobre o Oceano Índico

Partículas carregadas subatômicas, principalmente prótons de raios cósmicos e vento solar , são normalmente absorvidas pela atmosfera da Terra, quando interagem em quantidade suficiente seu efeito se torna visível a olho nu em um fenômeno chamado aurora. Sem a proteção da atmosfera terrestre, que absorve essa radiação, as equipes das estações ficam expostas a cerca de 1 milissievert por dia, o que é quase o mesmo que alguém obteria em um ano na Terra, de fontes naturais. Isso resulta em um risco maior de os membros da tripulação desenvolverem câncer. A radiação pode penetrar no tecido vivo e danificar o DNA, causar danos aos cromossomos dos linfócitos . Essas células são centrais para o sistema imunológico e, portanto, qualquer dano a elas pode contribuir para a redução da imunidade experimentada pela tripulação. A radiação também foi associada a uma maior incidência de catarata em astronautas. A blindagem protetora e os medicamentos protetores podem reduzir os riscos a um nível aceitável.

Os níveis de radiação experimentados na ISS são cerca de 5 vezes maiores do que aqueles experimentados pelos passageiros e tripulantes de companhias aéreas. O campo eletromagnético da Terra fornece quase o mesmo nível de proteção contra a radiação solar e outras radiações na órbita terrestre baixa que na estratosfera. Os passageiros das companhias aéreas, no entanto, experimentam esse nível de radiação por não mais do que 15 horas nos voos intercontinentais mais longos. Por exemplo, em um vôo de 12 horas, um passageiro de linha aérea experimentaria 0,1 milissievert de radiação, ou uma taxa de 0,2 milissievert por dia; apenas 1/5 da taxa experimentada por um astronauta na órbita baixa da Terra.

Cooperação internacional

A cooperação no campo do vôo espacial tripulado entre o CMSEO e a Agência Espacial Italiana (ASI) foi examinada em 2011, a participação no desenvolvimento de estações espaciais tripuladas da China e a cooperação com a China em áreas como vôo de astronautas, e pesquisa científica foi discutida . Áreas potenciais e formas de cooperação futura nas áreas de desenvolvimento de estação espacial tripulada, medicina espacial e ciência espacial também foram discutidas durante a reunião.

Em 22 de fevereiro de 2017, a China Manned Space Agency (CMSA) e a Italian Space Agency (ASI) assinaram um acordo para cooperar em atividades de voos espaciais humanos de longo prazo. As consequências deste acordo podem ser importantes, considerando, por um lado, a posição de liderança que a Itália alcançou no domínio dos voos espaciais humanos no que diz respeito à criação e exploração da Estação Espacial Internacional (Nodo 2, Nodo 3, Colombo, Cúpula , Leonardo, Raffaello, Donatello, PMM, etc.) e, por outro lado, o importante programa de voos espaciais humanos que a China está desenvolvendo, especialmente com a criação da Estação Espacial Tiangong-3.

Tricia Larose, da Universidade de Oslo, na Noruega, está desenvolvendo um experimento de pesquisa sobre câncer para a estação. Ao longo de 31 dias, ele fará um teste para verificar se a ausência de peso tem um efeito positivo na interrupção do crescimento do câncer.

Fim da órbita

A grande estação espacial modular chinesa foi projetada para ser usada por 10 anos, podendo ser estendidos para 15 anos, e acomodará três astronautas. As espaçonaves chinesas com tripulação usam queimaduras deorbitais para diminuir sua velocidade, resultando em sua reentrada na atmosfera terrestre. Os veículos que transportam uma tripulação possuem um escudo térmico que impede a destruição do veículo causada pelo aquecimento aerodinâmico ao entrar em contato com a atmosfera terrestre. O CSS não tem escudo térmico; no entanto, pequenas partes das estações espaciais podem atingir a superfície da Terra, portanto, áreas desabitadas serão alvo de manobras de desorbita.

Veja também

Referências

links externos