In fase di progettazione hanno fatto scelte ben precise con un’idea chiara dei sviluppi della stazione, a seconda dell’avanzamento dell’assemblaggio, lasciando al contempo però una certa flessibilità sulla strada da prendere. Deduco che la “forma a T” è stato uno dei primi punti fermi così come l’assetto in orbita. Di certo, una delle particolarità nel funzionamento dell’avamposto cinese e che l’energia elettrica generata dai moduli è distribuita in una rete a 100V comune.
Con stupore apprendo che le navette cargo Tianzhou possono sia attingere corrente elettrica sia in quantità minore immetterla nell’infrastruttura della stazione, il flusso è bidirezionale. L’estensione di 30 m2 dei pannelli fotovoltaici semi-rigidi, unita ad un ottimo rendimento di conversione (29%) e distribuzione (88%), è infatti sufficiente per coprire il normale fabbisogno energetico del veicolo in orbita. Inoltre le Tianzhou sono poco energivore quando attraccate, con la modalità stand by attiva e le batterie di bordo cariche La modesta potenza supplementare trasferibile - limitata a 1000 Watt - torna utile per alimentare altri utilizzatori nell’avamposto. Può essere ad esempio un macchinario per le ricerche scientifiche o le consuete attività di routine dell’equipaggio oppure le operazioni con il braccio robotico.
Per quanto concerne Tianhe, Wentian e Mengtian i progettisti hanno puntato sulla tecnologia d’avanguardia dei pannelli fotovoltaici avvolgibili ad alto rendimento. Rispetto ad un classico pannello rigido, questo ha il vantaggio di essere compatto quando chiuso, dunque facilmente trasportabile nella stiva pressurizzata della Tianzhou nel caso in cui si renda necessaria la sostituzione in orbita. Dopo il lancio di Tianhe, ma prima della partenza del secondo modulo (Wentian), l’Ufficio Informazioni del Consiglio di Stato cinese ha convocato il 17 aprile 2022 una conferenza stampa per fare il punto sulla stazione spaziale. Yang Hong, ricercatore e capo progettista dell’avamposto cinese, ha esposto le analisi sulle prestazioni dei sistemi di Tianhe, non nascondendo il fatto che le celle fotovoltaiche stessero producendo una potenza di 10 kilowatt, un valore nettamente inferiore alle aspettative di progetto, ma sufficienti per esercitare le funzioni di base della stazione.
Ho di proposito evidenziato un passaggio. Già senza l’ombra di Wentian e Mengtian la capacità di produrre energia elettrica di Tianhe era limitata, ma non per questo critica da mettere a rischio i sistemi vitali. Ricordo che i taikonauti vi hanno abitato nel frattempo senza problemi, fatto attività extraveicolari e connesso Wentian. Piccola parentesi: non ho trovato nulla sulle specifiche tecniche delle batterie e sull’autonomia che possono garantire.
Spero di non avervi annoiato eccessivamente, concludo con una schematica panoramica sulle caratteristiche dei pannelli fotovoltaici della stazione spaziale cinese. I seguenti dati variano da sito a sito, considerateli una linea di massima per un’ordine di grandezza:
- Tianhe
- Gradi di libertà: uno
- Estensione: ~ 24 m, un’ala è lunga circa 12 metri
- Superficie: ~ 134 m2 totali di due pannelli
- Wentian
- Gradi di libertà: due
- Estensione: ~ 55 m
- Superficie: ~ 220 m2 totali di due pannelli, ~ 110 m2 cadauno
- Produzione elettrica giornaliera: ~ 430 kWh
- Mengtian
- Gradi di libertà: due
- Estensione: ~ 55 m, un’ala è lunga circa 27 metri
- Superficie: ~ 276 m2 totali di due pannelli, ~ 136 m2 cadauno
Diversi ingegneri intervistati dai media che da soli i laboratori Wentian e Mengtian coprono l’80% della produzione giornaliera di elettricità della stazione. Inoltre, numeri alla mano, il complesso orbitante converte circa 1.000 kWh di energia al giorno. Si stima infine che un equipaggio di tre persone che vive e lavora nello spazio possa avere bisogno 320 kilowatt.
Veridicità, coerenza e attendibilità dei numeri a parte, e soppesando la legittima enfasi del fiore all’occhiello delle tecnologia nazionale, il mio è un tentativo di fare chiarezza, con tutti i limiti di una ricerca fatta attraverso resoconti in inglese.
