Když Mezinárodní kosmická stanice obíhá kolem naší Země, starají se čtyři páry jejích fotovoltaických panelů o převod slunečního záření na elektrickou energii, která následně napájí bezpočet výzkumných experimentů, které na ISS denně probíhají, ale této energie využívají také všechny palubní systémy zajišťující běžnou činnost. Mezinárodní kosmická stanice má široké přínosy – slouží mimo jiné také jako odrazový můstek pro technologie, které se v rámci programu Artemis vydají k Měsíci. Mohou se tu testovat pokročilé systémy, které jednou umožní pilotované výpravy k Marsu. V neposlední řadě také nesmíme zapomínat, že NASA otevřela stanici obchodním a komerčním činnostem, kam patří i návštěvy komerčních astronautů.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Fotovoltaické panely byly navrženy na 15 let služby, přičemž první pár byl rozložen už v prosinci 2000 a od té doby tyto panely nepřetržitě slouží. Další páry pak byly doručeny v září 2006, červnu 2007 a březnu 2009. První pár tak už má odslouženo bez přestávky více než 20 let, během kterých se ke stanici přidávaly nové moduly a desítky astronautů v nich provedly tisíce vědeckých experimentů. Na stanici za tu dobu proběhly desítky výstupů do volného prostoru a orbitální komplex přivítal podobné množství nákladních kosmických lodí.
Ačkoliv fotovoltaické panely fungují stále dobře, začínají vykazovat známky degradace, což se ostatně očekávalo. Aby tedy byla spolehlivě zajištěna odpovídající dodávka elektrické energie pro chystané demonstrace technologií programu Artemis, ale i komerční využívání, zajistí NASA rozšíření šesti z osmi existujících energetických kanálů na stanici pomocí nových fotovoltaických panelů. Zakázku dostala na starost firma Boeing, což je hlavní dodavatel technologií k provozu stanice – přesněji je to jeho dceřiná firma Spectrolab. Ta pro tento úkol spojila síly s firmou DSS (Deployable Space Systems), aby společně vytvořily nové panely. Kombinace osmi původních velkých panelů a menších (ale efektivnějších) nových panelů obnoví množství vytvářené energie každého rozšířeného párů na úroveň srovnatelnou s tím, co panel vytvářel v době, kdy byl poprvé instalován. Celkově se očekává navýšení množství generované elektrické energie ISS pro výzkum a provoz o 20 až 30 procent.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Nové fotovoltaická panely budou zvětšenou verzí technologického demonstrátoru ROSA (Roll-Out Solar Array). Ten při testech na Mezinárodní kosmické stanici v červnu 2017 úspěšně prokázal funkčnost rozkládacího mechanismu. Nové fotovoltaické panely budou umístěny před současnými panely. Budou tedy moci využít existujících systémů, které je natáčí ke Slunci, ale také se starají o distribuci vyrobené elektřiny. Tento přístup je tedy tak trochu podobný tomu, který se použil při výměně externích kamer na stanici za kamery s vysokým rozlišením – nové přístroje se tehdy napojily na existující elektrické a datové rozvody, ale i na ovládací systémy.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Celkově se dá říct, že nové panely zastíní o trochu více než jednu polovinu existujících panelů. Osm aktuálních polí je schopno při přeletu nad osvětlenou stranou Země dodávat maximálně 160 kW elektrické energie – zhruba polovina tohoto množství se ukládá do palubních akumulátorů, odkud se čerpá v době, kdy stanice přelétává nad noční stranou Země. Každý nový panel má okamžitý maximální výkon více než 20 kW elektrické energie, což při vynásobení šesti kusy dělá 120 kW. To ale není vše – jeden původní pár zůstane celý nezakrytý a elektřinu budou stále generovat také nezakryté konce ostatních panelů – ty by měly společně vytvářet zhruba 95 kW, což dohromady dělá +/- 215 kW, které budou k dispozici po dokončení modernizačního procesu.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/
Nové fotovoltaické panely doručí na stanici po dvojicích nákladní lodě Dragon 2 od SpaceX, přičemž panely budou uloženy v nehermetizovaném nákladním prostoru – takzvaném trunku. Jelikož má na stanici dorazit šest těchto panelů a při každé misi budou dopraveny dva kusy, bude potřeba celkem tří startů. První dvojice má k ISS dorazit už v rámci mise CRS-22, jejíž start je zatím plánován +/- na květen roku 2021. To znamená, že obnova začne zhruba v době, kdy druhý aktivovaný pár původních panelů dosáhne plánované patnáctileté služby. Instalace každého nového panelu si vyžádá dva výstupy do volného prostoru. Při prvním astronauti připraví pracovní prostor a s instalací související systémy, při druhém pak proběhne instalace samotného nového panelu.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss056e201225.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/16938569907_90b5c8a831_o.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss052e004379.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/irosa-wing-1-assembly.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Eren7m8WMAAG6mk?format=jpg&name=4096×4096
Takže 12 výstupů do kosmu? A setsakra daleko od přechodové komory. To nebude žádná sranda jen se tam dostat.
Pro dopravu po hlavním nosníku, a tedy mimo jiné k solárním panelům, astronauti využívají MSS https://www.nasa.gov/mission_pages/station/structure/elements/mobile-servicing-system.html
Mohou tam samozřejmě také „doručkovat“, ale protože tam budou potřebovat dopravit i složené panely, nebylo by to reálné.
Těch výstupů bude fakticky potřeba více. Už při poslední americké EVA proběhly některé přípravy. Ne vždy bude každá EVA věnována čistě a jenom instalaci IROSA.
Dobrý den,
Jako člověka z oboru elektro mě při čtení tohoto článku napadl dotaz…
Nové solární panely budou namontovány před stávajícími panely které se umí natáčet „za sluncem“ jsou teda na nějakém rotačním kloubu. Samotou montáž si představit dokážu ale jak u těchto nových panelů bude řešeno elektrické napojení, případně napojení nějakých snímačů na panelech samotných ? Stávající panely budou jistě opatřeny nějakým konektorem provedeným přes rotační prvek ale nevím jestli v roce 2000 počítali s tím že by se před ně montovaly ještě další panely a nachystali tam další konektor pro připojení…bude použit nějaký rozbočovací adaptér na vedení ke stávajícím panelům ? Potom mě napadá při uváděném výkonu panelů jestli už původní systém distribuce energie byl naddimenzován ( myšleno kabelové vedení ) pro současné přidávání výkonu ? Doufám že moje otázka dává smysl, věřím že pracovníci a ingenýři v Boeingu mají jistě nějaké zajímavé řešení jen by mě zajímalo jaké. Předem děkuji za odpovědi.
Mrkněte sem, neprocházel jsem to úplně podrobně, ale myslím, že na některé otázky to odpoví.
https://ntrs.nasa.gov/citations/20190032191
Díky moc za odkaz, ne vše ale hodně mi to objasnilo. Ani jsem nevěděl že takovéto zprávy s modely jsou volně dostupné … myslím že jste mi teď poskytnul zábavu na dlouhé zimní večery 😀
https://vimeo.com/499342523
Oficiální video výrobce
Víte, jaká je hmotnost každého solárního panelu?
Tabulka 17 níže uvedeného odkazu, který udává hmotnost 88,58 kg pro pole o výkonu 20,26 kW. Ale toto je další projekt stejného výrobce (vyrobený pro panely na oběžné dráze kolem Jupiteru)
https://ntrs.nasa.gov/citations/20200000669