Sammeln Sonnenkollektoren auf Satelliten Staub und müssen gereinigt werden?

Als Fortsetzung von Stellt kosmischer Staub ein Problem für Langzeitsatelliten, Teleskope und Sonden dar? Angenommen, der Satellit bleibt lange in der Erdumlaufbahn – nehmen wir der Argumentation halber einen gewöhnlichen Kommunikationssatelliten in der geostationären Umlaufbahn (GEO) an – würden seine Solarmodule Staub ansammeln und gereinigt werden müssen?

Wie schnell würde sich dieser Staub ansammeln, oder, falls dies unbekannt ist, wie schnell verschlechtern sich Solarmodule von GEO-Satelliten aufgrund äußerer Ursachen, die nicht auf Materialverschlechterung durch Sonneneinstrahlung, Sonnenwind oder Mikrometeoriten zurückzuführen sind und andere Ursachen, die nichts mit hartnäckigem Staub zu tun haben, der Solarzellen bedeckt?

Unter der Annahme, dass dies als echtes Problem identifiziert werden kann, welche Techniken können sie anwenden, um ihre Solarmodule zu reinigen oder das anhaltende Staubproblem zu mindern?

Antworten (2)

Das Absetzen von Staub ist kein Problem. Denken Sie daran, dass sich Staub im Weltraum nicht wie auf der Erde auf Oberflächen absetzt – er sinkt nicht langsam ab, er trifft mit relativen Geschwindigkeiten, gemessen in km/s, auf die Oberfläche. Es ist im Grunde ein Mikro-Meteoroid-Bombardement, und die zulässige Degradation wird von den Leistungsanforderungen über die Lebensdauer der Solaranlage abgeleitet.

Hier ist ein ESA-Bild des Aufpralls von Staubkörnern auf Aluminium (von http://space-env.esa.int/madweb/hdebris.php ), um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, was Weltraumstaub mit dünnen Folien macht.

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Allerdings gibt es Situationen, in denen bestimmte Satelliten Vorkehrungen treffen, um empfindliche Teile nicht übermäßiger Verschlechterung auszusetzen. Insbesondere Satelliten mit optischen Komponenten (denken Sie an Teleskope, Laserkommunikation), die auch Triebwerke zur Lageregelung verwenden, schützen Spiegel vor einer Verschmutzung durch Triebwerksabgase, indem sie ihre Öffnung vor dem Abfeuern von Lagetriebwerken abdecken.

Satelliten haben keine Kapazität, um die Solarfelder zu reinigen. Die Solaranlagen verschlechtern sich im Laufe der Lebensdauer aufgrund vieler Faktoren: Strahlungsschäden, UV-Verdunklung, Mikrometeroide usw. Die Hersteller haben Modelle für die Verschlechterung und das Design dafür. Anhaftender Staub ist das Geringste.

Insbesondere, zumindest bei LEO, ist Strahlungsschaden der größte einzelne Beitrag zur Verschlechterung der Solaranlage. Meteoriten- und orbitale Trümmereinschläge sind eine moderate Sekunde, und für die meisten modernen Konstruktionstypen sind die verbleibenden Faktoren relativ gering.
Sammeln Sonnenkollektoren auf Satelliten Staub und müssen gereinigt werden?
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