• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Ändrar hur solenergi rullar

    Roll-Out Solar Array (ROSA) utplacerades från slutet av Canadarm2 robotarm i söndags, 18 juni utanför den internationella rymdstationen. ROSA är ett experiment för att testa en ny typ av solpaneler som rullar upp i rymden som en festfavorit och är mer kompakt än nuvarande stela paneldesigner. Kredit:NASA

    Traditionella solpaneler som används för att driva satelliter kan vara skrymmande med tunga paneler som vikas ihop med hjälp av mekaniska gångjärn. Ett experiment som nyligen anlände till den internationella rymdstationen kommer att testa en ny solpanelsdesign som rullas upp för att bilda en kompakt cylinder för uppskjutning med betydligt mindre massa och volym, potentiellt erbjuda avsevärda kostnadsbesparingar samt ökad effekt för satelliter.

    Mindre och lättare än traditionella solpaneler, utrullningen av solarrayen, eller ROSA, består av en mittvinge gjord av ett flexibelt material som innehåller solceller för att omvandla ljus till elektricitet. På vardera sidan av vingen finns en smal arm som sträcker sig längs med vingen för att ge stöd, kallas en högtöjningskompositbom. Bommarna är som delade rör gjorda av ett styvt kompositmaterial, tillplattad och upprullad på längden för sjösättning. Arrayen rullar eller snäpper upp utan motor, med hjälp av lagrad energi från bommarnas struktur som frigörs när varje bom övergår från en spolform till en rak stödarm.

    ROSA kan enkelt anpassas till olika storlekar, inklusive mycket stora arrayer, att ge ström till en mängd framtida rymdfarkoster. Det har också potential att göra solceller mer kompakta och lättare för satellitradio och TV, väderprognos, GPS och andra tjänster som används på jorden. Dessutom, Tekniken skulle tänkbart kunna anpassas för att tillhandahålla solenergi på avlägsna platser. Bommarnas teknik har ytterligare potentiella tillämpningar, till exempel för kommunikations- och radarantenner och andra instrument.

    ROSA -undersökningen ser på hur väl denna nya typ av solpaneler utnyttjas i mikrogravitation och extrema temperaturer i rymden. Undersökningen mäter också arrayens styrka och hållbarhet och hur strukturen reagerar på rymdfarkosters manövrar.

    "När matrisen är ansluten till en satellit, att rymdfarkosten kommer att behöva manövrera, som skapar vridmoment och orsakar vingen, eller filt, att vibrera, " förklarar chefsutredaren Jeremy Banik, senior forskningsingenjör vid Air Force Research Laboratory, Kirtland Air Force Base i New Mexico. "Vi måste veta exakt när och hur den vibrerar för att inte tappa kontrollen över rymdfarkosten. Det enda sättet att testa det är i rymden."

    Utplacerad vingbild. Kredit:Deployable Space Systems

    Undersökningen kommer att övervaka arrayen som är utplacerad i full sol och full skugga och samla in data om hur mycket den vibrerar när den går från skugga till ljus. Denna vibration, känd som termisk snap, kan innebära utmaningar i drift av satelliter med känsliga funktioner, och forskarna vill lära sig hur man undviker dessa utmaningar med ROSA.

    "Den här strukturen är väldigt tunn, bara några millimeter tjock, och värms upp väldigt snabbt, dussintals grader på några sekunder, " säger Banik. "Det skapar belastningar i vingen som kan få den att rysa. Det skulle skapa problem, till exempel, om en satellit försökte ta en bild samtidigt."

    Undersökningen kommer att mäta effekt som produceras av arrayen för att se hur ROSA är tunn, kristallina solceller håller i sig under uppskjutning. Dessutom, forskare vill se hur matrisen hanterar indragning.

    "Vi vill visa att vi kan dra tillbaka vingen på ett förutsägbart sätt, " säger Banik. "En praktisk anledning är att vi måste dra tillbaka den för stuvning efter den här utredningen, men det kommer att vara bra att veta att det kan göras för framtida applikationer, potentiellt för en mycket manövrerbar rymdfarkost."

    Avsikten med denna undersökning, Banik förklarade, är att jämföra ROSA-data i omloppsbana med modellförutsägelser som tidigare validerats av mätningar på marken i en simulerad miljö.

    "Inse att vi försöker lära oss hur det beter sig - det här är ett experiment och inte en demonstration - så vi kommer att samla in användbar data även om den inte beter sig som vi förväntar oss, sa Banik.

    Utredare på plats kommer att initiera video av utplacering och indragning, och sensorer inbäddade i arrayen kommer att registrera data om fotovoltaisk prestanda, temperatur, och accelerationer.

    "När man skjuter ut i rymden, massa och volym är allt, och ROSA är 20 procent lättare och fyra gånger mindre i volym än stela paneler, "Banik säger." Du inser stora kostnadsbesparingar genom att raka av lite massa och volym, som gör det möjligt att öka bandbredden på en kommunikationssatellit och, till exempel, gör GPS mer tillgängligt och pålitligt för alla."

    Med andra ord, denna lilla array kan verkligen förändra hur solenergi rullar.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com