La matriz de Roll Out solar (ROSA) y su versión más grande de matriz ISS Roll Out solar (iROSA) son ligeros, flexibles fuentes de energía diseñados por la NASA para ser desplegados y utilizados en el espacio. [1]
Este nuevo tipo de matriz solar proporciona mucha más energía que las matrices solares tradicionales con mucho menos peso. [2] Los paneles solares tradicionales que se utilizan para alimentar satélites son voluminosos, con paneles pesados plegados mediante bisagras mecánicas. Dado que una carga útil limitada al espacio está limitada en su masa y volumen por necesidad, ROSA es un 20 por ciento más liviano (con una masa de 325 kg (717 lb)) [3] y cuatro veces más pequeño en volumen que los arreglos de paneles rígidos con el mismo rendimiento . [4]
ROSA es un panel solar flexible y enrollable que funciona de la misma manera que una cinta métrica se desenrolla en su carrete. El nuevo diseño de la matriz solar se enrolla para formar un cilindro compacto para el lanzamiento con una masa y volumen significativamente menores, lo que potencialmente ofrece ahorros de costos sustanciales, así como un aumento en la potencia de los satélites. ROSA tiene un ala central hecha de un material flexible que soporta los hilos de las células fotovoltaicas que producen electricidad. Ambos lados del ala tienen un brazo estrecho que se extiende a lo largo del ala para brindar soporte a la matriz, llamado boom compuesto de alta tensión. Los brazos parecen tubos partidos hechos de un material compuesto rígido , aplanados y enrollados a lo largo. La matriz no necesita ningún motor para desplegarse. Esto se logra utilizando la energía potencial almacenada en los brazos que se libera a medida que cada brazo pasa de una forma de bobina a un brazo de soporte recto. Luego, las alas solares se despliegan debido a la energía de tensión en los brazos rodantes que están presentes en los dos extremos de la estructura.
Patentar
Brian R. Spence y Stephen F. White fueron las primeras personas a las que se les ocurrió la idea del Roll Out Solar Array el 21 de enero de 2010. [5] Recibieron una patente para este trabajo el 1 de abril de 2014. [5]
Historia
La NASA probó la tecnología ROSA en cámaras de vacío en la Tierra hace varios años, [ ¿cuándo? ] pero aún así decidió probarlo en el espacio el 18 de junio de 2017. ROSA se lanzó a bordo de SpaceX CRS-11 el 3 de junio. [3] Durante el fin de semana del 17 al 18 de junio de 2017, los ingenieros en tierra operaron de forma remota el Canadarm2 robótico de la Estación Espacial Internacional para extraer el experimento Roll Out Solar Array (ROSA) de la nave de reabastecimiento SpaceX Dragon . Después de la observación, no se planeó recuperar el mecanismo de regreso a la tierra. La matriz solar se desplegó el 18 de junio y se extendió mediante los brazos tensores a ambos lados del ala de 1,6 metros de ancho. [6] La NASA decidió realizar pruebas continuas durante una semana y observar sus consecuencias. Los ingenieros observaron el comportamiento de la matriz solar cuando estuvo expuesta a cambios extremos de temperatura a través de la órbita de la ISS. También se introdujeron mecánicamente vibraciones y oscilaciones para analizar la respuesta de la matriz a las cargas estructurales. [7] Posteriormente a los experimentos, los controladores terrestres no pudieron bloquear el panel solar en su configuración guardada. Por lo tanto, la matriz solar fue descartada de la Estación Espacial Internacional. [8]
Aplicaciones
ROSA tiene un tamaño muy compacto y, debido a su gran capacidad de generación de energía, es confiable para misiones futuras, incluso para viajes interplanetarios que requieren grandes cantidades de energía.
Con el tiempo, las células fotovoltaicas de las alas de matriz solar existentes de la ISS en la estructura de celosía integrada se han degradado gradualmente, habiendo sido diseñadas para una vida útil de 15 años. Esto es especialmente notable con los primeros arreglos que se lanzaron, con los Trusses P6 y P4 en 2000 y 2006.
Para aumentar las alas, la NASA lanzará 3 pares de versiones ampliadas conocidas como iROSA a bordo de los lanzamientos de carga SpaceX Dragon 2 desde mediados de 2021 hasta fines de 2022, SpaceX CRS-22 , CRS-25 y CRS-26 . Estas matrices están diseñadas para desplegarse a lo largo de la parte central de las alas hasta dos tercios de su longitud. [9] [10]
Los miembros de la tripulación de la Expedición 64 iniciaron el trabajo para instalar los soportes de ROSA en las latas del mástil de celosía que sostienen las alas de la matriz solar .
El elemento de potencia y propulsión del Lunar Gateway utilizará la tecnología ROSA para alimentar su propulsión eléctrica solar . [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ "Despliegue Solar Array" . Consultado el 21 de junio de 2017 .
- ^ Rory Barrett, Douglas Campbell (2006). "Desarrollo de una matriz solar desplegada pasivamente" . Centro de Información Técnica de Defensa, 2006.
- ^ a b "Descripción general de la misión SpaceX CRS-11" (PDF) . NASA . Consultado el 3 de junio de 2017 .
- ^ "Conversión de la luz solar en electricidad: Deployable Space Systems Inc" . HighBeam . Archivado desde el original el 6 de marzo de 2018 . Consultado el 1 de diciembre de 2016 .
- ^ a b "Panel solar desplegable desplegable elásticamente controlado direccionalmente" . www.google/patents . Consultado el 1 de abril de 2014 .
- ^ Clark, Stephen (30 de junio de 2017). "Prototipo de panel solar descartado mientras la cápsula Dragon se prepara para el viaje a casa" . SpaceFlightNow . Consultado el 8 de febrero de 2018 .
- ^ Samantha, Mathewon. "La NASA prueba la matriz solar de despliegue flexible en la estación espacial" . space.com . Consultado el 20 de junio de 2017 .
- ^ "Jettison of ROSA" . space.com . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ García, Mark. 19 de abril de 2021. https://www.nasa.gov/feature/new-solar-arrays-to-power-nasa-s-international-space-station-research
- ^ "Operaciones y desafíos actuales y futuros con la estación espacial internacional" (PDF) . Oficina del Programa ISS . NASA. 15 de octubre de 2020 . Consultado el 2 de mayo de 2021 .
- Este artículo incorpora material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
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enlaces externos
- Despliegue de paneles solares en ISS
- Eliminación de paneles solares de la ISS