КНР продолжает демонстрировать впечатляющие темпы научного прогресса. «Форпост» составил обзор последних разработок ученых Поднебесной, значимых как для внутренних технологических прорывов страны, так и для остального мира.
Завершена сборка орбитальной станции «Тяньгун»
Третий и последний лабораторный модуль «Мэньтянь» состыковался с национальной орбитальной исследовательской станцией, на которой могут находиться одновременно три космонавта или шесть – во время пересменки. При запуске он весил более 23 тонн и стал самым тяжелым космическим кораблем, когда-либо запущенным Китаем.
Присоединением последнего «строительного блока» завершилась сборка основной конфигурации станции в форме буквы «Т». Ожидается, что орбитальный объект будет полноценно функционировать к концу 2022 года и, как обещают китайские власти, станет доступен для международных проектов. Модуль будет использован для исследований в области микрогравитации, а также для проведения экспериментов в области физики жидкостей, материаловедения, горения и фундаментальной физики.
Сложность маневра заключалась в том, что более ранние модули образовывали L-образную асимметричную комбинацию. Это увеличивало трудность управления станцией. Решающую роль в решении проблемы сыграла навигационная система и система управления, разработанная Китайской академией космических технологий. С запуска до успешной стыковки прошло 13 часов.
Таким образом сборка доказала высокую надежность космических технологий Китая и стала важным шагом в пятидесятилетних усилиях Поднебесной по продвижению своей пилотируемой космической программы. По словам ученых Китайской академии наук, в течение следующего десятилетия станция станет крупнейшей в стране комплексной платформой для космических экспериментов. Теперь в планах ученых – испытания и оценочные работы основных функций станции.
Испытан крупнейший в стране вакуумный двигатель на жидком кислороде и метане
TQ-15A является главным двигателем второй ступени для ракеты-носителя Zhuque-2. Ее успешный запуск станет уникальным случаем использования метана и жидкого кислорода в качестве топлива в КНР, а сама ракета станет первым космическим аппаратом с жидкостным двигателем, разработанным частной китайской компанией – LandSpace.
Сейчас двигатель успешно прошел полносистемные испытания: на протяжении 20 секунд он работал стабильно – на данный момент это рекорд для нового поколения TQ. Пробный запуск стал первым экспериментом из серии, которая продлится в совокупности 970 секунд.
Новый двигатель является крупнейшим в своем роде и имеет вакуумную тягу до 836 килоньютонов. Его внедрение снизит сложность системы ракеты и позволит уменьшить ее общий вес примерно на 400 килограммов.
Сейчас ученые завершили экспериментальную заправку Zhuque-2 Y1 криогенным топливом. Основываясь на полученных данных, они оптимизируют партию ракет, чтобы обеспечить лучшую производительность и более высокую надежность двигателей.
Новый шаг к чистой энергии
Величина тока плазмы в «искусственном солнце» – так называют экспериментальный термоядерный реактор HL-2M в рамках проекта EAST – превысила 1 млн ампер. Таким образом был установлен новый рекорд работы управляемой термоядерной установки в стране.
Устройство представляет собой крупнейшую в Китае установку для проведения экспериментов по термоядерному синтезу с магнитным удержанием плазмы. Его структура и система управления позволяют в будущем увеличить ток плазмы до 2,5 миллионов ампер.
Такая перспектива имеет большое значение для участия Китая в программе ИТЭР – экспериментального проекта, в рамках которого совместными разработками в области термоядерного синтеза по соглашению 1992 года занимаются Россия, ЕС, США и Япония. Он представляет собой реактор типа токамак (ред. – установке для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза) и является одной из крупнейших и самых дорогостоящих в мире коллабораций государств в рамках научно-технического сотрудничества.
Развернута глубоководная научно-экспериментальная станция
Научно-исследовательское судно «Таньсо-2» с 60-ю научными сотрудниками на борту завершило миссию в Южно-Китайском море. В ее рамках с помощью пилотируемого подводного аппарата Shenhai Yongshi ученые провели пробное развертывание глубоководной автономной станции. Управляемая дистанционно, она сможет взаимодействовать с флотом подводных беспилотников, а также позволит анализировать данные с морского дна прямо на месте, что необходимо для непрерывного мониторинга глубоководных ресурсов
Образцы с глубин передаются в береговые лаборатории, что чревато их повреждением или потерями во время транспортировки, поэтому успешное завершение испытаний стало важным шагом к долгосрочным беспилотным глубоководным исследованиям.
В ходе исследований ученые также протестировали флуоресцентные датчики для измерения концентрации в морской воде веществ, которые служат показателями состояния окружающей среды. Кроме того, они провели наблюдение за подводной якорной и добычной системами первого в мире глубоководного нефтегазового комплекса «Шэньхай-1».
Во время экспедиции ученые установили на станции литиевую энергетическую систему мощностью один мегаватт в час, сообщает Global Times. Это является максимальной мощностью для глубоководных объектов.
Китайские ученые увеличили срок службы литиевых батарей
Разработана технология, которая может утроить срок службы повсеместно используемого литий-ионного аккумулятора и снизить риск его возгорания. В перспективе замена традиционного химического раствора батареи новым веществом гелеобразной консистенции может быть применена в промышленности, например, для увеличения срока службы батарей для электромобилей или дронов, а также послужить их более безопасной эксплуатации.
Ученые предложили использовать гелевые полимерные электролиты в качестве нового вида наполнителя для литиевых батарей. Традиционно применяемые жидкие растворы обладают высокой проводимостью. С другой стороны, твердые полимерные электролиты более безопасны. По словам исследователей, их новая разработка находится в промежуточном состоянии и, таким образом, сочетает в себе оба преимущества, сообщает South China Morning Post.
Емкость аккумулятора снижается при многократной зарядке и разрядке, поэтому ее сохранение является ключевым показателем срока службы. Исследователи провели серию тестов, чтобы измерить эффективность новой батареи и получили обнадеживающий результат: после 300 циклов зарядки и разрядки со 100-процентной глубиной разряда, опытный образец сохранил 92 процента емкости против традиционных 30 процентов.