Wie entrollt sich ROSA? (Solaranlage ausrollen)

Die Privatfirma, die ROSA entwickelt hat, ist Deployable Space Systems . Einer seiner Hauptforscher beantwortete einige Fragen über das System auf NASASpaceFlight . Da sich ROSA noch in der Entwicklung befindet und von einem Privatunternehmen stammt, sind einige Details derzeit unklar, aber das Patent der Technologie enthält viele Informationen.

Die Demonstration der Roll-Out-Solar-Array-Technologie bestand aus zwei Hauptkomponenten:

Schlitzrohr-Verbundausleger

Jeder, der mit Partyhörnern vertraut ist, wird verstehen, wie diese Booms funktionieren – eine Struktur, die flach liegt, um in einer Konfiguration aufgerollt zu werden, und in der anderen einen starren Zylinder bildet. Der Unterschied zu den Schlitzrohrauslegern besteht darin, dass sie anstelle von Luftdruck eine hohe innere Spannung im kohlefaserverstärkten Polymerverbund verwenden, um die Kraft zum Abrollen und Formen des Zylinders bereitzustellen.

Dadurch kann die Solaranlage ohne Motor ausgefahren werden – lassen Sie sie einfach los, und die Ausleger entfalten sich von selbst (ein motorisiertes System ist erforderlich, um die Anlage einzufahren).

Hinweis - Einige Quellen, die ich gelesen habe, deuten darauf hin, dass die Ausleger aus einem elastischen Memory-Verbundstoff bestehen . Das ist anscheinend nicht wahr – ROSAs Ausleger entfalten sich mit gespeicherter Dehnungsenergie. Hier bin ich mir der Unterscheidung nicht sicher.

Flexible Solardecke

Die Solardecke selbst verwendet eine Reihe flexibler Zellen - Dünnschichtzellen oder invertierte metamorphe Mehrfachzellen :

Unser ROSA-System verwendet sicherlich flexible Dünnschichttechnologien oder fortschrittlichere IMM-Technologien, je nach den Bedürfnissen des Kunden.

Ich gehe davon aus, dass das Demonstrationsmodell Dünnschichtzellen verwendete, aber zukünftige kommerzielle Produkte könnten stattdessen IMM-Zellen verwenden.

Diese sind auf einem flexiblen Substrat montiert ( Patent Nr. 204 ):

Flexible Photovoltaik (PV)-Decke: Ein dünnes, flexibles Substrat, auf dem eine Anordnung von Photovoltaik-Solarzellen und zugehöriger Verdrahtung montiert ist, die zum Verstauen zu einem kleinen Paket gerollt oder gefaltet werden kann; und ist an der entfaltbaren Solarfeldstruktur befestigt, um sich während des Entfaltens in eine flache, gespannte Konfiguration zu entfalten.

Diese hat eine komprimierbare Rückseite, die das Drucktuch beim Rollen unterstützt ( Patent Nr. 301 ):

Komprimierbarer offenzelliger Schaum: offenzelliger Schaum, der auf die Rückseite (nicht mit Zellen besetzte) Seite der flexiblen PV-Decke (204) in verschiedenen Formen wie Streifen, Flicken oder Endlosfolien aufgebracht wird. Wenn die Decke zum Verstauen aufgerollt wird, wird der Schaumstoff komprimiert, um den unterschiedlichen Abstand zwischen dem Durchmesser der elastischen Auslegerrolle und dem Durchmesser der Gummituchrolle auszugleichen ...

Es ist erwähnenswert, dass das Blanket-Array während der Demonstration auf der ISS nicht vollständig mit Zellen besiedelt war, wie auf einigen Bildern deutlich zu sehen ist:

Dies liegt daran, dass die Demonstration hauptsächlich darauf abzielte, die Bereitstellungstechnologie und nicht die Leistungsabgabe des Systems zu demonstrieren.

Weitere Prototyping-Bilder sind hier verfügbar .

Dieser NASA-Artikel erklärt, dass die Solar-Arrays aus Standard-Solarzellen auf einer flexiblen Netzunterlage bestehen, nicht anders als die aktuellen Arrays auf der Internationalen Raumstation (nur die ISS-Panels wurden in einer Ziehharmonika-Anordnung gelagert, nicht als Rolle). Ein Hauptproblem bei der Anordnung besteht darin, dass einzelne Zellen zerbrechen können, während das Array eingesetzt wird. Damals wurde noch über die beste Form der Verbindung zwischen den Zellen entschieden.

Das Testarray ist außerdem mit drei verschiedenen Verdrahtungsoptionen ausgestattet: offener Draht, Flachbanddraht und eine Kombination aus beiden. Dies ermöglicht es, eine Vielzahl von Solarzellenmodulen auf dem Array zu testen. „Wenn eine Zelle bricht oder ausfällt, möchten wir wissen, wie wir die ausgefallene Zelle am besten umgehen und den gesamten Betrieb intakt halten können“, sagt er.