Was ist eine typische Masse eines Satelliten-Solarpanels?

Kennt jemand eine zuverlässige Quelle, um die Masse von Solarmodulen auf Satelliten (insbesondere GEO-Satelliten) zu finden? Ich weiß, dass sie variieren werden, aber ich habe Mühe, auch nur einen Datenpunkt zu finden, geschweige denn eine Vielzahl ...

Antworten (2)

Die Weltraum-Solarmodule von Spectrolab (ohne Substrat) sind wie folgt spezifiziert:

  • 1,76 kg/m² für eine Deckglasdicke von 3 mil
  • 2,06 kg/m² für eine Deckglasdicke von 6 mil

Spectrolab ist das Unternehmen, das die Panels für die Solaranlagen der Iridium NEXT-Satelliten hergestellt hat, daher sollte dies ziemlich repräsentativ für den aktuellen Zustand sein.

Iridium NEXT ist eine Low Earth Orbit-Konstellation, aber die Spezifikation besagt, dass die Panels auch in GEO verwendet werden.

Eine kleine Klarstellung: Die 3 mil oder 6 mil ist die Dicke des Deckglases auf den Solarzellen. Die angegebene Masse ist ausschließlich die Masse des Beitrags von Zelle/Zwischenverbindung/Deckglas (bekannt als CIC) zur Modulmasse und beinhaltet nicht das Substrat, dh was auch immer sie verklebt sind. Es sind nur die Zellen und die Verkabelung, die sie miteinander verbindet, keine Struktur, keine Verkabelung, um den Strom zurück zum Satellitenbus zu bringen.
mil=1/1000 Zoll?
@ Hobbes Ja, das tut es.

Die Konstruktionen von Solaranlagen sind sehr unterschiedlich und müssen auf die Mission zugeschnitten werden, die sie antreiben werden, daher variieren auch die spezifischen Nennleistungen (Leistung pro Masse der Anlage – je höher desto besser!) stark.

Neben Boeing/Spectrolab, das von @called2voyage erwähnt wird, gibt es mehrere andere Hersteller von weltraumtauglichen Solaranlagen, wie Northrup-Grumman, Lockheed-Martin/ATK und SpaceQuest.

Boeing/Spectrolab produziert Dünnschicht-Arrays @called2voyage zitiert, aber sie stellen auch starre Arrays her, wie die auf dem Juno - Raumschiff auf dem Jupiter. Juno ist spinstabilisiert und trägt eine Kamera, daher benötigen sie strukturelle Festigkeit und Steifigkeit, um eine übermäßige Unschärfe der Bilder aufgrund von Vibrationsmodi der Solaranlage zu verhindern. Die spezifische Leistung solcher Systeme ist geringer als die der Dünnschicht- oder Blanket-Arrays. Auch die Arrays des Raumfahrzeugs Boeing 702 , das als GEO-Kommunikationssatellitenbus konzipiert ist, sind starr.

Northrup-Grumman ist mit Systemen wie den flexiblen Ultraflex- und Megaflex- Arrays im Spiel, die sich in einer kreisförmigen Geometrie entfalten. (Im Gegensatz zum Ultraflex-Infoblatt ist das Megaflex-Blatt zahlenmäßig eher spärlich) Sie erhalten beeindruckend hohe spezifische Leistungsdaten, sind jedoch für einige Anwendungen nicht steif genug.

Letztes Jahr stellte Lockheed-Martin seine großen Dünnschicht-Arrays für seine LM 2100-Satelliten vor, und ich bin sicher, sie würden sie jedem verkaufen, der mit Geld zu ihrer Tür kommt!

SpaceQuest stellt etwas kleinere Arrays her, viele für Cubesats, aber sie sagen, dass sie Raumfahrzeuge mit bis zu 1000 kg angetrieben haben. Von ihrer Website können Sie Datenblätter und sogar CAD-Modelle herunterladen.

Das Fazit ist, dass die spezifische Leistung der Solaranlage tatsächlich stark variiert, hauptsächlich abhängig von den Anforderungen der Mission. Wenn die Mission starke, starre Arrays erfordert, müssen Sie ihnen mehr Masse pro Watt zuwerfen. Daten aus den oben genannten Quellen sollen Ihnen ein Gefühl dafür vermitteln, wie die verschiedenen Technologien im Vergleich abschneiden.

Danke dafür, es gibt mir einige sehr nützliche Links. Haben Sie Tipps für zukünftige Recherchen für mich, da ich viel Zeit damit verbringe, in Sackgassen zu geraten? Oder haben Sie gerade Erfahrungen gesammelt, indem Sie das tun, was ich habe?
Sie schreiben, dass die Arrays für einige Anwendungen nicht starr genug sind. Können Sie etwas zu welchen Anwendungen konkret sagen? Und alternativ für welche spezifischen Anwendungen sind sie perfekt geeignet?
@Olivaw Anwendungen, die eine sehr stabile Ausrichtung erfordern, z. B. die Abbildung schwacher oder sich schnell bewegender Objekte, kommen mit flexiblen Arrays nicht gut zurecht. Kommunikationssysteme mit sehr engem Strahl, insbesondere optische Kommunikationssysteme, wären ebenfalls nicht kompatibel, es sei denn, sie hätten Bewegungskompensationssysteme mit ziemlich hoher Bandbreite. Flexible Arrays eignen sich perfekt für Raumfahrzeuge mit weniger als starren Ausrichtungsanforderungen, wie z. B. aktuelle Funkkommunikationssysteme, Mikrowellenradiometerinstrumente, Staubdetektoren, Plasma- und Strahlungssensoren ... die Liste wird lang.