Китайская компания разработала солнечную панель для спутников, которая сворачивается в компактный рулон

Китайская фотоэлектрическая компания Yanhe Tech завершила создание прототипа сворачиваемой солнечной панели для спутников, изготовленной на основе перовскитных материалов. Устройство получило название Xingyun и в ближайшее время должно пройти испытания на орбите.

Новая конструкция должна решить одну из проблем при запуске спутников — ограниченный объём внутри ракеты. Во время старта солнечная панель сворачивается в компактный рулон диаметром примерно с термос. После вывода на орбиту она разворачивается и может размещаться вдоль боковой поверхности спутника.

Традиционные солнечные батареи спутников представляют собой жёсткие панели, которые складываются перед запуском и раскрываются уже в космосе. Такие конструкции увеличивают массу аппарата и занимают значительный объём внутри ракеты. Эта проблема становится всё более заметной по мере роста числа малых спутников, аппаратов формата CubeSat и крупных группировок, состоящих из множества одновременно запускаемых устройств.

В конструкции Xingyun используется сверхэластичный композитный материал с эффектом памяти формы. Вместо складывания на отдельные жёсткие секции панель сворачивается в компактный цилиндр. После выхода на орбиту пассивный механизм разворачивает её одним плавным движением, что позволяет отказаться от сложной многоэтапной системы раскрытия, используемой в традиционных солнечных панелях.

По данным Yanhe Tech, новая конструкция весит на 25–30 процентов меньше обычных складных солнечных панелей. Компания также заявляет о коэффициенте компактности 35:1: в развёрнутом состоянии площадь солнечной панели примерно в 35 раз больше, чем в сложенном виде.

Высокая степень сжатия особенно важна при одновременном запуске нескольких спутников, когда каждый дополнительный кубический сантиметр полезного объёма ракеты имеет значение. Одна солнечная панель Xingyun, по утверждению разработчиков, способна самостоятельно обеспечивать электроэнергией микроспутник или аппарат формата CubeSat. Несколько таких панелей могут использоваться на более крупных аппаратах, включая спутники связи, дистанционного зондирования Земли и космические аппараты для исследования дальнего космоса.

Основой Xingyun стали перовскитные солнечные элементы. Однако эта технология пока далека от массового применения в космосе. По словам основателя и генерального директора Yanhe Tech Фэн Фаня, ожидаемый срок службы существующих перовскитных солнечных элементов для орбитального применения составляет всего около шести месяцев, а сама технология всё ещё находится на ранней стадии проверки.

Компания пытается увеличить срок службы и характеристики материала с помощью высокопроизводительных методов искусственного интеллекта, которые используются для подбора и оптимизации химического состава перовскита. Одной из главных проблем остаётся более быстрое разрушение таких солнечных элементов по сравнению с традиционными кремниевыми батареями под воздействием радиации и резких перепадов температур на низкой околоземной орбите.

Помимо испытаний Xingyun, Yanhe Tech представила более масштабный план создания космической энергетической инфраструктуры к 2030 году. Компания рассматривает возможность формирования трёхуровневой энергетической сети, которая в перспективе будет охватывать низкую околоземную орбиту, более высокие орбиты и окололунное пространство.

Фэн Фань считает одним из ключевых преимуществ Китайскую промышленную базу по производству фотоэлектрических систем. По его словам, частные компании, работающие над подобными технологиями, рассчитывают развивать космическую энергетику совместно с национальными космическими программами Китая.