NASA stojí o vertikální fotovoltaické panely

Agentura NASA navázala spolupráci s americkými firmami, které mají vyladit technologii výsuvných vertikálních fotovoltaických panelů, které by se daly využít na povrchu Měsíce. Právě návrat na Měsíc bude cílem amerického programu Artemis, v jehož rámci by v okolí jižního pólu měly vzniknout základy pro udržitelnou lidskou přítomnost. Spolehlivý a udržitelný zdroj elektrické energie by mohl zásobovat lunární habitaty, rovery, ale třeba i stavební systémy pro budoucí robotické i pilotované mise. NASA proto nyní vybrala pět firem, které dostaly úkol navrhnout technologii fotovoltaických panelů, které by se dokázaly samostatně rozvinout a dosáhnout výšky až 9,75 metru. To ale není vše – panely mají umožňovat také jejich opětovné složení, aby mohly být přemístěny do jiné oblasti.

Mise Artemis mají přistát v okolí jižního pólu Měsíce, kde se vertikální panely hodí více.

Mise Artemis mají přistát v okolí jižního pólu Měsíce, kde se vertikální panely hodí více.
Zdroj: https://scitechdaily.com/

Z přijatých návrhů jsme nadšeni a ještě více se těšíme, až uvidíme design, který vzejde z této prvotní snahy,“ říká Niki Werkheiser, ředitelka pro vyzrávání technologií z direktoriátu technologických misí NASA a dodává: „Možnost mít na Měsíci spolehlivý zdroj energie je klíčem k téměř všemu, co bychom mohli na povrchu dělat. Tím, že spolupracujeme s pěti různými firmami, které vytvoří své návrhy těchto prototypových systémů, efektivně snižujeme riziko, které je spojené s vývojem podobných přelomových technologií.“ NASA uzavřela se všemi firmami dohodu na základní fázi, aby měly společnosti čas vytvořit návrh vertikálních panelů a provést příslušné analýzy. Konkrétně se jedná o těchto pět firem:

  • Astrobotic Technology, Pittsburgh
  • ATK Space Systems (Northrop Grumman), Goleta, California
  • Honeybee Robotics, Brooklyn, New York
  • Lockheed Martin, Littleton, Colorado
  • Space Systems Loral (Maxar Technologies), Palo Alto, California
Umělecká představa astronautů z programu Artemis během práce na lunárním povrchu v okolí jižního pólu.

Umělecká představa astronautů z programu Artemis během práce na lunárním povrchu v okolí jižního pólu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Kontrakty na vývoj těchto téměř desetimetrových autonomně rozložitelných panelech obsahují i další požadavky ze strany NASA. Jak sami uvidíte, některé požadavky jsou poměrně náročné, protože se téměř vylučují s jinými požadavky. Předložené návrhy například musí být stabilní i na svahu, musí odolávat abrazivním účinkům lunárního regolitu a přitom musí mít co nejmenší hmotnost i objem ve složeném stavu, aby se daly snadno dopravit na povrch Měsíce.

Až skončí dvanáct měsíců dlouhé základní kontrakty s fixní cenou (700 000 dolarů pro každou firmu), dodají společnosti agentuře NASA návrhy svých systémů, související analýzy a data. Agentura následně přijaté údaje analyzuje a na základě tohoto přezkoumání vybere jednu nebo dvě firmy pro další fázi, ve které může každá společnost získat až 7,5 milionu dolarů. Tyto peníze už mají sloužit ke stavbě prototypů, environmentálním zkouškám a pokud půjde vše dobře, mohlo by vše být korunováno rozložením jednoho z těchto systémů u lunárního jižního pólu na konci tohoto desetiletí.

Mapa sklonu svahů u jižního pólu Měsíce.

Mapa sklonu svahů u jižního pólu Měsíce.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

A proč se vlastně musí vyvíjet nové fotovoltaické panely? Ty, které v současné době mají certifikaci pro použití v kosmonautice, jsou stavěné na použití v mikrogravitaci, případně k horizontálnímu rozložení na povrchu. Právě vertikální orientace a výška těchto nových návrhů jsou ale nezbytné k tomu, aby se zabránilo výpadkům v generování energie. Technologie se totiž má použít u lunárních pólů, kde Slunce nestoupá vysoko nad obzor. Když pak paprsky Slunce nízko nad obzorem zasáhnou terénní překážky jako jsou různé balvany, vzniká za nimi stín. Ten pak znemožní všem povrchovým fotovoltaickým panelům získat světlo. Vysoké vertikální panely naopak zvyšují pravděpodobnost, že na ně nerušeně dopadnou sluneční paprsky.

Návrhy těchto panelů by nám pomohly zajistit nepřetržitou dodávku energie pro habitaty a další aktivity v rámci programu Artemis, dokonce i v oblastech, které jsou zastíněny kameny na povrchu,“ říká Chuck Taylor, který vede vývoj vertikálních solárních panelů na Langley Research Center v Hamptonu, stát Virginia. Podle jeho slov by aktuální hledání způsobů, jak zefektivnit účinnost fotovoltaických panelů, když se setkají s měsíčním stínem, mohlo vést i k souvisejícím aplikacím na Zemi. Majitelé domů a firmy by mohli těžit z optimálně upravených návrhů, které zvyšují účinnost střešních fotovoltaických panelů, které jsou občas zastíněny stromy nebo okolními budovami.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/surface_power_2.png
https://scitechdaily.com/images/Next-Generation-Spacesuit-for-Artemis-Astronauts.jpg
https://www.nasa.gov/…/image/artemis_humans_space_moon_gateway_main.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/Starry_night.jpg

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

17 komentářů ke článku “NASA stojí o vertikální fotovoltaické panely”

  1. Hawk napsal:

    Takze asi nuklearni reaktory, ktere by v rozhodovani o umisteni pripadne zakladny hodne „uvolnili ruce“ jsou definitivne mimo hru. Ted defacto zakladna musi byt pobliz polu.
    Tedy pokud se do te doby nevyvinou nejake superakumulatory.

    Traba v ramci programu Constellation se s reaktory mozna jeste pocitalo:
    https://sservi.nasa.gov/articles/a-lunar-nuclear-reactor/

    A behem noci by resily i vytapeni.

  2. pave69 napsal:

    Buď se panely musí otáčet, nebo jich musí být víc (s různým směrováním). Zajímalo by mne, která z těch 2 variant zvítězí.

  3. Hawk napsal:

    Tech reseni u zakladen dal od polu je mozna vice,a nemuselo by byt nakladna, vzpomnel jsem si na rusky projekt(Luneta), satelit rozvinul odrazovou plochu a osvetloval odvracenou cast Zeme.
    Totez by slo pouzit i na Mesici, diky absenci atmosfery by dopadalo na mesicni povrch i vice odrazeneho svetla, a existuji technologie, ktere dokazi vyrabet energii i z Mesicniho svitu, tady by byl svetelny tok z  odrazeneho svetla jiste vyssi. Propad vykonu na strane FVE by byl zrejme velky, ale porad lepsi nejaka minimalni stabilni energie nez zadna.
    Jeste diky panu Hoskovi za upresneni, proto jsem pouzil radeji u rekatoru vs. Constellation vyraz „mozna“

    • Hawk napsal:

      pardon „mesicniho svitu“

      „Futuristicky vyhlížející kopule je ale ve skutečnosti solární elektrárna, kterou vytvořil německý architekt Andre Broessel. Jeho hybridní elektrárna dokáže vyrábět elektřinu i ze svitu Měsíce“

      https://byznys.ihned.cz/c1-65161700-nemec-vyvinul-solarni-elektrarnu-ktera-funguje-i-v-noci-na-mesicni-svit

    • David R. napsal:

      Se zrcadlem to nejde protože Slunce není bodový zdroj. Tj. zrcadlo např. o průměru 100 metrů bude li 10 000 km vysoko neosvětlí plochu 100 metrů ale kruh cca 90 kilometrů. Intenzitou cca 0.00017 W/m2.
      Řeší to přenos energie ze satelitu do kráteru laserem. Rozptyl laseru na 10 000 km je v pohodě.
      A ty solární panely na desetimetrovém klacku dobře poslouží max. půl roku. Pak budou půl roku ve tmě. Opuštěná stanice vymrzne na -200 °C, ale přežije.

      • Jiří Hošek napsal:

        V posledním odstavci chybně píšete, že solární panely budou na Měsíci půl roku osvícené a půl roku ve tmě. Lunární den ale trvá jen přibližně 29,5 pozemských dnů.

        Část valu kráteru Shackleton v bezprostřední blízkosti jižního pólu je díky své vyvýšené poloze osvícena Sluncem po dobu 75 % lunárního dne, tedy cca 22 pozemských dnů a ve tmě cca 7,5 pozemských dnů. Deset metrů nad povrchem bude poměr ještě větší:
        https://kosmonautix.cz/wp-content/uploads/2019/04/nasa-moonbase-setting.gif

      • PetrDub napsal:

        Pozor na to, že osa rotace Měsíce je téměř kolmá k ekliptice (sklon asi 1,5°), takže kdyby byl Měsíc dokonalá hladká koule, měl by polární kruh jen velmi malý (na 88,5° lunární šířky), tedy cca 90 km v průměru. Pokud správně počítám, tak přímo na pólu by u ideální koule stačil kopec (budova :-)) cca 600 metrů vysoký, aby měl špičku trvale osvětlenou. Vyvýšená místa tak relativně snadno mohou být osvětlena trvale nebo téměř trvale, ze stejného důvodu jsou prohlubně v trvalém stínu a všichni počítají s tím, že tam bude dostatek vodního ledu.

        • David R. napsal:

          Vím, jenže základnu potřebujeme nejlépe v kráteru, kde je vodní led, rovné dno pro přistání, a kde je posádka chráněná před radiací od Slunce. Nebo aspoň na rovině. Základna na kopci není praktická – malý výběr takových míst, riziko přistání a pak, budou se zkoumat dna kráterů kvůli vodě, a to by se pak něco najezdili! A tahat z kopce dolů kabely by také byla komplikace, takový kilometr silového kabelu váží docela dost. I když, dalo by se. Jiné řešení je, smířit se se „sezónním“ využitím stanice, a nebo být o něco dál od pólu, kde nebude půl roku stín. Ovšem tam se zase bude střídat lunární den/noc a baterky by musely utáhnout provoz stanice 14 pozemských dní, což je zase problém…
          Bude to prostě volba menšího zla z několika možných.

          • Jiří Hošek napsal:

            Pokud však mluvíme o uvažované základně NASA Artemis Base Camp, tak pro ní jsou oblastmi zájmu vyvýšená místa u jižního pólu poblíž trvale zastíněných oblastí. Místa, která nabízí dlouhodobý přístup ke slunečnímu světlu a přímou komunikaci mezi Zemí.
            https://www.leonarddavid.com/wp-content/uploads/2020/04/ARTEMIS-LANDING.jpg

          • ldx napsal:

            Tak ono by stačilo, že u toho panelu nahoře bude nějaká ta energeticky náročná část stanice (výroba vody, kyslíku, vodíku atd.) a dole v kráteru bude stanice, která toho tolik až zas nespotřebuje. A položit kilometr relativně tenkého drátu (dejme tomu do 6mm = max 50A) není zas tak těžké (=hmotnost třeba 100 kilo Zemi).

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.