Новые массивы солнечных панелей для МКС будут доставлены на станцию кораблями SpaceX

Когда МКС совершает свой полёт вокруг Земли, четыре массива её огромных солнечных панелей помогают обеспечивать электроэнергией непрерывную работу станции и поддерживать многочисленные эксперименты и научные исследования, проводимые на её борту.

Солнечные панели МКС (SAW), рассчитанные на 15-летний срок службы, работали непрерывно с момента их запуска в декабре 2000 года (дополнительные панели были установлены с 2006 по 2009 год). В общей сложности системы солнечных панелей обеспечивали работу станции в течение более 20 лет. Несмотря на то, что они всё ещё нормально функционируют, они, как и ожидалось, демонстрируют признаки деградации.

Чтобы обеспечить достаточное энергоснабжение, в том числе в ожидании прибытия частных модулей на МКС, NASA модернизирует шесть из восьми солнечных массивов космической станции и добавляет солнечные панели нового поколения.

Компании Boeing, Spectrolab и Deployable Space Systems (DSS) создадут для станции 6 новых массивов солнечных панелей. При меньших размерах они оказываются более эффективны и дадут станции мощность, сравнимую с мощностью 8 существующих панелей в самом начале их эксплуатации. При этом новые и старые панели будут использоваться совместно, что принесёт увеличение мощности энергосистеме станции на 20-30%.

Новые солнечные панели созданы по технологии Roll-Out Solar Array (ROSA), которая успешно продемонстрировала возможности лёгкого развёртывания панелей во время испытаний на МКС в 2017 году. Тогда грузовой корабль Dragon миссии CRS-11 доставил на станцию ​​прототип развёртываемой солнечной панели массой 325 кг, это был демонстратор технологии для более компактных массивов солнечных энергосистем станции. Она была на 20% легче и в четыре раза меньше, чем существующие конструкции солнечных панелей.

После проведения недельных испытаний панель была отстыкована от станции и через время сгорела в атмосфере. После успешной демонстрации ROSA были начаты планы по разработке шести полноформатных развёртываемых солнечных панелей для станции (iROSA). iROSA использует солнечные элементы XTJ Prime, в них используется та же конструкция, что в панелях на борту корабля CST-100 Starliner от компании Boeing.

Новые массивы имеют длину 19 м и ширину в 6 м (по 3 метра на панель). Физически они будут размещены перед шестью действующими массивами и планируют использовать существующие системы отслеживания положения солнца, и каналы распределения энергии.

Этот подход аналогичен тому, который уже использовался для модернизации внешних видео камер станции до камер высокого разрешения с использованием существующих механизмов их питания и управления.

Интересно, что новые панели будут затенять чуть более половины существующих массивов. Восемь солнечных панелей в настоящее время способны генерировать до 160 кВт энергии во время пролёта по освещённой стороне Земли, примерно половина из которой хранится в батареях станции для использования, пока станция не находится под солнечным светом.

Каждая новая солнечная панель аккумулирует более 20 кВт электроэнергии, все новые панели принесут станции дополнительные 120 кВт в дневное время. При этом старые панели будут продолжать вырабатывать примерно 95 кВт энергии. Что должно принести станции до 215 кВт. Для сравнения, работающий персональный компьютер с монитором могут потреблять до 270 Вт, а холодильник около 725 Вт.

Солнечные панели будут доставляться на МКС парами в негерметичном отсеке грузового корабля Cargo Dragon. Для этого запланированы три миссии: CRS-22 в мае этого года, CRS-25 в апреле 2022 и CRS-26 в сентябре.

На станции существует 4 огромные фермы, они представляют собой специальные конструкции для крепления массивов солнечных панелей. Каждая ферма имеет свою собственную пару солнечных панелей и энергоканалов, чтобы удовлетворить потребности станции в накоплении и распределении энергии. Внутри каждой фермы находятся и аккумуляторные батареи, которые питают бортовые системы станции. В этом году старые никель-водородные батареи окончательно заменили новыми литий-ионными, они значительно превышают ёмкость прежних батарей и могут выдерживать больше циклов заряда/разряда.

Для подготовки к размещению новых массивов уже потребовалось несколько выходов в открытый космос, которые осуществлялись астронавтами, в том числе и миссий Demo-2 и Crew-1. Для установки потребуется два выхода в открытый космос. Первый для подготовки, и второй непосредственно для установки каждого массива солнечных панелей.

Панели обеспечат МКС достаточным количеством энергии для поддержания нормальной работы существующей и будущей инфраструктуры станции, как для NASA, так и для его партнёров, а также коммерческих компаний (речь о будущих модулях компании Axiom Space). Ожидается, что если всё пойдёт по плану, первый массив солнечных панелей будет установлен на станцию уже в июне этого года.