¿Cuál es la masa típica de un panel solar satelital?

¿Alguien conoce una fuente confiable para encontrar la masa de los paneles solares en los satélites (en particular, los satélites GEO)? Sé que variarán, pero estoy luchando para encontrar incluso un punto de datos y mucho menos una variedad...

Respuestas (2)

Los paneles solares espaciales de Spectrolab (sin el sustrato) se especifican como:

  • 1,76 kg/m² para un espesor de 3 mil de cubreobjetos
  • 2,06 kg/m² para 6 mil de espesor de cubreobjetos

Spectrolab es la empresa que fabricó los paneles para los paneles solares de los satélites Iridium NEXT, por lo que debería ser bastante representativo del estado actual.

Iridium NEXT es una constelación de órbita terrestre baja, pero la especificación dice que los paneles también se usan en GEO.

Una pequeña aclaración: 3 mil o 6 mil es el grosor del cubreobjetos de las células solares. La masa citada es estrictamente la masa de la contribución de la celda/interconexión/cubreobjetos (conocido como CIC) a la masa del panel y no incluye el sustrato, es decir, lo que sea que estén pegados. Son solo las celdas y el cableado que las conecta entre sí, sin estructura, sin cableado para devolver la electricidad al bus satelital.
mil = 1/1000 pulgada?
@Hobbes Sí, lo hace.

Los diseños de paneles solares varían mucho y deben adaptarse a la misión que impulsarán, por lo que las clasificaciones de potencia específicas (potencia por masa del conjunto, ¡cuanto más alto, mejor!) también varían mucho.

Además de Boeing/Spectrolab mencionado por @ named2voyage, hay varios otros fabricantes de paneles solares calificados para el espacio, como Northrup-Grumman, Lockheed-Martin/ATK y SpaceQuest.

Boeing/Spectrolab produce arreglos de película delgada, pero también hacen arreglos rígidos, como los de la nave espacial Juno en Júpiter. Juno está estabilizado por giro y lleva una cámara, por lo que necesitan resistencia estructural y rigidez para evitar imágenes borrosas excesivas debido a los modos de vibración de los paneles solares. La potencia específica de tales sistemas es menor que la de los tipos de matrices de película delgada o manta. Los arreglos en la nave espacial Boeing 702 , diseñados como un bus satelital de comunicaciones GEO, también son rígidos.

Northrup-Grumman está en el juego con sistemas como los arreglos flexibles Ultraflex y Megaflex que se implementan en una geometría circular. (A diferencia de la hoja de información de Ultraflex, la hoja de Megaflex es bastante escasa en números) Obtienen especificaciones de potencia específicas impresionantemente altas, pero para algunas aplicaciones no son lo suficientemente rígidas.

El año pasado, Lockheed-Martin presentó sus grandes matrices de película delgada para sus satélites LM 2100 , ¡y estoy seguro de que se las venderían a cualquiera que viniera a su puerta con dinero!

SpaceQuest fabrica conjuntos algo más pequeños, muchos para Cubesats, pero dicen que han impulsado naves espaciales de hasta 1000 kg. Desde su sitio web puede descargar hojas de datos e incluso modelos CAD.

La conclusión es que, de hecho, la potencia específica de los paneles solares varía mucho, principalmente según los requisitos de la misión. Si la misión necesita matrices fuertes y rígidas, tendrá que arrojarles más masa por vatio. Los datos de las fuentes anteriores deberían darle una idea de cómo se comparan las diferentes tecnologías.

Gracias por esto, me da algunos enlaces muy útiles. ¿Tiene algún consejo para futuras investigaciones para mí, ya que paso mucho tiempo yendo por callejones sin salida? ¿O acabas de ganar experiencia haciendo lo que tengo?
Escribes que para algunas aplicaciones las matrices no son lo suficientemente rígidas. ¿Podría comentar qué aplicaciones en concreto? Y alternativamente, ¿para qué aplicaciones específicas son perfectamente buenos?
@Olivaw Las aplicaciones que requieren una orientación muy estable, como la obtención de imágenes de objetos tenues o que se mueven rápidamente, no se llevan bien con matrices flexibles. Los sistemas de comunicación de haz muy estrecho, especialmente las comunicaciones ópticas, tampoco serían compatibles a menos que tengan sistemas de compensación de movimiento de ancho de banda bastante alto. Los arreglos flexibles son perfectos para naves espaciales con requisitos de orientación poco rígidos, como los sistemas de comunicación por radio actuales, instrumentos radiómetros de microondas, detectores de polvo, sensores de plasma y radiación... la lista es larga.