Зазвичай після розгортання сонячних панелей на космічних апаратах не передбачається жодних конструкцій, які б утримували їх у певному положенні. Однак завдяки новій розробці така можливість може з’явитися. Вважається, що це допоможе панелям зберігати цілісність під час маневрів.
Нова технологія сонячних панелей
Південно-західний дослідницький інститут (SwRI) розробив технологію для підвищення жорсткості розкладних конструкцій на космічних апаратах, що дозволяє виконувати автономні операції стикування космічних апаратів. Наразі SwRI інтегрує технологію паралелограмного синхронізованого каркасного з’єднання (PaSTA) із сонячними батареями на космічному апараті Astroscale U.S. Refueler.
Американський заправник Astroscale вагою 300 кг стане першим, хто проведе операції з дозаправлення гідразином на геостаціонарній орбіті для Космічних сил Сполучених Штатів (USSF), і буде першою у світі місією з дозаправлення на орбіті, яка підтримує активи Міністерства війни США. Компанія SwRI отримала контракт від Astroscale U.S. на будівництво, інтеграцію та тестування заправника для USSF. Космічний апарат вимагає точного наведення для стикування з іншими апаратами в космосі, що потребує жорсткої розкладної сонячної панелі для живлення.
Підвищення жорсткості конструкції сонячних панелей
«У космосі немає нерівних доріг, тому гнучкі масиви зазвичай не становлять проблеми — якщо тільки не потрібен точний контроль і стабільність для стикування, — сказав інженер інституту SwRI Ренді Роуз, автор нещодавно виданого патенту на технологію PaSTA. — Будь-які вібрації можуть порушити процес, тому жорсткість конструкції має вирішальне значення. PaSTA стабілізує сонячні панелі, забезпечуючи жорстку структуру, необхідну для маневрів стикування космічних апаратів». PaSTA забезпечує структурний каркас для сонячних панелей, підкреслюючи жорсткість конструкції після розгортання. Сонячні панелі американського заправника Astroscale розкриваються на чотири з половиною фути від космічного апарата. На інших космічних апаратах SwRI кожна панель буде розкриватися на 20 футів і збиратиме загалом 5000 Ват енергії для космічного апарата, водночас забезпечуючи таку ж точність наведення, як і менший заправник.
PaSTA використовує запатентовану систему взаємопов’язаних елементів у фермовій структурі для підвищення стабільності та жорсткості сонячних батарей. Завдяки цьому панелі не вигинаються, а розтягуються чи стискаються вздовж своєї довжини — такий тип навантаження відомий як осьове.
«Традиційна сонячна панель має кілька шарнірних секцій, складених як гармошка, які розгортаються одна за одною, — говорить Раян Рікерсон, провідний інженер-механік проєкту PaSTA. — Оскільки кожен шарнір працює незалежно, розгортання може бути непередбачуваним і може зазнати збою, що потенційно призведе до втрати космічного апарата. Запровадження структури PaSTA в розкладну панель дозволяє синхронізувати розгортання сусідніх секцій, а один демпфер здатний контролювати швидкість розгортання».
Тестування нових сонячних панелей
Розгортання сонячних панелей може бути складним для тестування, оскільки випробування проводяться на землі в атмосферних умовах. Велика сонячна панель зазнає аеродинамічного опору повітря, що не є фактором у космосі. PaSTA вирішує ці проблеми, синхронізуючи спосіб розгортання панелей, створюючи плавне та контрольоване розгортання.
Наразі тривають випробування та інтеграція сонячних панелей, оснащених PaSTA, для космічного апарата-дозаправника в SwRI.
За матеріалами phys.org
