Astronauci wymieniają baterie na ISS

Para astronautów znajdujących się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, podczas ostatniego spaceru kosmicznego EVA-38, zamontowała nowe baterie magazynujące energię z paneli słonecznych.

Nowe akumulatory pozwolą na lepsze magazynowanie energii elektrycznej pochodzącej z paneli fotowoltaicznych, które ze względu na orbitę ISS nie są oświetlone przez cały czas. Stacja okrąża Ziemię w ciągu ok 90 min, przez co przez mniej więcej 45 minut panele są oświetlone, a przez następne 45 min – nie. Z tego powodu stacja musi magazynować nadwyżkę energii, która generowana jest podczas przelotu od strony Słońca, by móc ją wykorzystać, gdy znajduje się po drugiej stronie naszej planety, w cieniu.

Magazynowanie energii

ISS działa od 2000 roku, a jej najstarsze akumulatory mają już około 10 lat, więc zbliżają się do kresu swojego życia (niektóre baterie zostały wymienione podczas misji STS-127 oraz STS-132). Planowana data zakończenia działania ISS to 2024 rok, co oznacza, że najstarsze baterie koniecznie wymagają wymiany. Jako, że duża część stacji była projektowana w latach osiemdziesiątych, a od tamtego czasu technologia magazynowania energii poszła jednak trochę do przodu, zespół zdecydował się na modernizację z użyciem innego typu baterii.

Do tej pory, stacja wykorzystywała baterie typu Ni-H2 (niklowo-wodorowe), które wykorzystywane są w przemyśle kosmicznym od dawna ze względu na swoje właściwości. Baterie tego typu potrafią wytrzymać wiele cykli ładowania i rozładowywania bez zauważalnej degradacji. Są także odporne na przeładowanie i prąd wsteczny, dzięki czemu są bezpieczne, a bezpieczeństwo w przestrzeni kosmicznej jest bardzo ważne. Ich największym problemem jest jednak efekt pamięciowy, który powoduje, że baterie potrafią utracić pojemność z powodu niekompletnego cyklu rozładowanie-ładowanie. Podobny problem występował w bateriach wykorzystywanych m.in w starych telefonach komórkowych – jeśli doładowywaliśmy baterię do 70% jej pojemności, po pewnym czasie traciła ona te 30%, które „nie były wykorzystywane”. Z tego też powodu astronauci znajdujący się na ISS co jakiś czas wykonują proces kondycjonowania baterii, który zapewnia minimalizowanie strat pojemności.

Tym razem zdecydowano się na użycie popularnych ogniw typu Li-Ion (litowo-jonowych). Ich zasada działania jest zupełnie inna, przez co są dużo mniejsze i lżejsze niż ich niklowo-wodorowe odpowiedniki o tej samej pojemności. Dzięki temu jedna nowa bateria może zastąpić dwie stare.

Baterie litowo-jonowe nie posiadają efektu pamięciowego, przez co astronauci nie będą musieli wykonywać ich kondycjonowania.

Niestety, ten typ baterii jest dużo bardziej podatny na przeładowanie, przez co muszą być chronione przez elektroniczny układ BMS (Battery Management System), który dba o odpowiednie parametry ładowania i rozładowywania. Dodatkowo ich żywotność jest mniejsza niż baterii Ni-H2 – potrafią znieść mniej cykli rozładowywania i ładowania. Baterie przygotowane dla ISS zostały jednak zaprojektowane tak, aby bezproblemowo przetrwać 60 000 cykli.

Baterie wyprodukowane zostały przez firmę GS Yuasa, która produkuje m.in akumulatory do samolotu Boeing 787. Firma miała co prawda problem z przegrzewającymi się bateriami, ale zostały wprowadzone znaczące poprawki, a końcowy produkt przeszedł rygorystyczne testy.

Nowe baterie posiadają redundantne zabezpieczenia przeciw przegrzewaniu się, kontrolę napięcia, monitorowanie temperatury każdego ogniwa oddzielnie, obwód zabezpieczający każdą z cel oraz barierę termiczną pomiędzy zestawami ogniw.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna korzystała do tej pory z 48 baterii Ni-H2. Zostaną one zastąpione przez 24 baterie typu Li-Ion. Są one transportowane na ISS za pomocą statku kosmicznego HTV, do którego mieści się tylko 6 sztuk. Jako, że statek dociera do stacji tylko raz do roku, proces wymiany baterii będzie trwał łącznie ok 4 lat.

Wymiana baterii, to jedna z ostatnich modernizacji stacji, zaraz po wymianie oświetlenia na technologię LED oraz wymianie zewnętrznych kamer na HD.

Spacer kosmiczny EVA-38

Spacer kosmiczny, w wykonaniu Peggy Whitson oraz Roberta Shane Kimbrough trwał 6 godzin i 32 minuty. Był to jeden z dwóch planowanych wyjść poza stację w celu wymiany baterii. Był to siódmy spacer kosmiczny Peggy Whitson oraz trzeci w wykonaniu Roberta Shane Kimbrough. Dzięki dużemu doświadczeniu astronautów, montaż baterii trwał krócej niż przewidywano, dzięki czemu przy okazji wykonano kilka dodatkowych zadań.

Podczas gdy Peggy naprawiała system zewnętrznego oświetlenia, Robert dokonał inspekcji eksperymentu AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer, który szuka dowodów na istnienie antymaterii). Ostatecznie został także zamontowany kabel Ethernet, który ma zostać użyty podczas komercyjnych lotów załogowych w nadchodzących latach.

Kolejny spacer kosmiczny planowany jest na przyszły tydzień.

Żródło: NASASpaceFlight

Gadżeciarz. entuzjasta technologii, inżynier i redaktor naczelny serwisu Musk Industries. Zafascynowany rozwojem technologii i eksploracją kosmosu.

Może Ci się również spodoba

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *