エアロック、小型ロボットアーム、フレキシブルソーラーウィング - ウェンティアン実験モジュールの「ユニークな遺物」の分析

新華社通信、海南省文昌、7月24日

タイトル: エアロック、小型ロボットアーム、フレキシブルソーラーウィング - ウェンティアン実験モジュールの「ユニークな遺物」の分析

新華社通信記者の李国利氏、趙葉平氏、張瑞傑氏

7月24日、文天実験モジュールを搭載した長征5号B堯3号ロケットが中国の文昌宇宙発射センターで点火され、打ち上げられました。写真提供：新華社記者 李剛

7月24日午後、長征5号乙堯3号ロケットが空に舞い上がると同時に、我が国の宇宙ステーション建設段階における最初の実験モジュールであり、我が国がこれまでに打ち上げた宇宙船の中で最も重い約23トンの文天実験モジュールが宇宙に打ち上げられました。

文天実験モジュールは全長17.9メートル、直径4.2メートルで、天河コアモジュールよりも「強力」で「頑丈」です。また、この宇宙船には 3 つの「ユニークな人工物」があります。それは、宇宙飛行士専用の船外エリアであるエアロック キャビンです。より器用かつ正確に操作できる小型ロボットアーム。宇宙ステーション全体のエネルギーを収集できる柔軟なソーラーパネル。

エアロック: 宇宙飛行士専用の出口エリア

宇宙ステーションのミッションが始まって以来、中国の宇宙飛行士は多くの船外活動を行ってきた。天河コアモジュールの出口ハッチは「ノードモジュール」と呼ばれ、宇宙船のドッキングや駐機、宇宙飛行士の船外活動など、複数の機能を備えています。キャビン内には多くの機器、パイプ、ケーブルがあります。ウェンティアン実験モジュールの打ち上げ後、宇宙飛行士は将来の船外活動のために専用の船外エリア、つまりエアロックを利用できるようになります。

中国第五航空科学技術研究所の宇宙ステーションシステム主任設計者、張浩氏によると、エアロックは内部が円形で外部が四角いキャビンで、キャビンの容量が大きく、キャビンのドアが広く、キャビンが清潔であるなどの特徴がある。将来的には、エアロックは宇宙ステーションシステム全体の主要な出口経路となる予定です。

ノードモジュール内で宇宙飛行士が船外活動を行うためのスペースは約 7 ～ 8 立方メートルですが、エアロックモジュール内のスペースは 12 ～ 13 立方メートルに達することもあります。エアロック モジュールは、他のパイプラインやケーブルの制約を受けず、船外活動に関連する機器のみが搭載されているため、ノード モジュールよりもクリーンです。キャビンドアの直径は1メートルで、ノードモジュールドアの直径より15センチメートル大きいです。

「宇宙飛行士はここで出入りする際に、よりリラックスして快適に過ごすことができます。また、船外作業用の大型機器を運ぶこともできるため、船外活動能力が大幅に向上します」と張昊氏は述べた。

ウェンティアン実験室キャビンには、合計 22 個の標準ペイロード インターフェイスがあります。今後 10 年間で、宇宙ステーションに搭載される科学実験ペイロードは、ロボット アームを介して対応する標準ペイロード インターフェイス位置に正確に「搬送」され、宇宙飛行士がキャビンを離れて手動操作する必要なく「プラグ アンド プレイ」できるようになります。

小型ロボットアーム：「短くて強力」、船外ケアを自力で完了可能

天河コアモジュールと同様に、文天実験モジュールにもロボットアームが装備されています。展開長10メートル、最大耐荷重25トンのコアモジュールの大型ロボットアームと比較すると、ウェンティアン実験モジュールのロボットアームはより短く、より強力であるように見えます。

張昊氏は、この大型ロボットアームはアームの長さが十分に長く、移動範囲も広く、動作半径は10メートル近くに達すると紹介した。それは「力持ち」のように十分に強力であり、完全な宇宙船をつかんで移動させることができます。

比較すると、ウェンティアン研究室キャビンの小型ロボットアームは長さ約5メートル、積載量は3トンだが、この「小さな手」は小型・中型の機器を掴んでより繊細な操作を行うように設計されている。

例えば、宇宙飛行士が船室を離れることなく、船外ペイロードの設置、交換、その他のメンテナンス作業を自力で完了できるため、軌道上での宇宙飛行士の作業負荷を効果的に軽減できます。

大型ロボットアームと小型ロボットアームを組み合わせて長さ約15メートルの複合アームを形成し、より多くの船外活動を行うこともできます。 「大型ロボットアームと小型ロボットアームを人間の手とみなし、互いに物を手渡し、協力して使用することができます。また、2本のアームを握り締めて、宇宙ステーションの表面全体をカバーするいくつかの操作や移動を実行できる、より長いロボットアームを形成することもできます。」張昊は言った。

フレキシブルソーラーウィング：現在中国で最長かつ最大

文天実験モジュールに搭載された太陽電池パネルは現在、中国で最長かつ最大のフレキシブル太陽電池パネルであり、軌道上の中国の宇宙船における太陽電池パネルの使用記録を更新した。

張浩氏によると、文天実験モジュールの単翼太陽電池パネルアレイといくつかの取り付け構造物の長さは約28メートルで、完全に展開した2枚の太陽電池パネルの長さは約56メートルで、宇宙ステーションの3つのモジュールを合わせたサイズよりも大きいという。太陽電池パネルアレイの面積は100平方メートル以上に達する可能性があり、これによりより多くの太陽エネルギーを効率的に収集し、宇宙ステーションの運用に十分なエネルギーを供給します。

「このような大型のソーラーパネルは、1枚あたり9キロワット、1枚あたり18キロワットの電力を生成でき、1日の平均発電量は430度以上になる。コアモジュールとランデブーしてドッキングすれば、宇宙ステーション全体の電力需要を満たすことができる」と張昊氏は述べた。

ウェンティアン実験キャビンのソーラーパネルは面積が大きく、柔軟性に優れています。中国第五航空宇宙科学技術公司の文天実験モジュールGNCサブシステムの副主任設計者、宋暁光氏は、このソーラーウィングは衣服よりわずかに硬いだけで、2軸制御を採用しているため、キャビンの姿勢を調整しなくても、いつでも方向を調整できると述べた。

宇宙ステーションの軌道上建設が完了すると、天河コアモジュールの太陽電池パネルが文天実験モジュールの資源モジュールの尾部に移される。その時、ウェンティアン研究室モジュールは、複合施設に継続的に電力とエネルギーを供給する、まさに「主発電所」となるでしょう。

出典：新華社通信