I tradizionali pannelli solari utilizzati per alimentare i satelliti possono essere ingombranti con pannelli pesanti piegati insieme tramite cerniere meccaniche. Un esperimento arrivato di recente alla Stazione Spaziale Internazionale testerà un nuovo design di array solari che si arrotola per formare un cilindro compatto per il lancio con massa e volume significativamente inferiori, potenzialmente offrendo notevoli risparmi sui costi nonché un aumento della potenza per i satelliti.

Più piccolo e leggero dei tradizionali pannelli solari, l'array solare roll-out, o ROSA, è costituito da un'ala centrale in materiale flessibile contenente celle fotovoltaiche per convertire la luce in elettricità. Su entrambi i lati dell'ala c'è un braccio stretto che si estende per tutta la lunghezza dell'ala per fornire supporto, chiamato boom composito ad alta deformazione. I boma sono come tubi divisi fatti di un materiale composito rigido, appiattito e arrotolato longitudinalmente per il lancio. L'array si apre o si apre senza motore, utilizzando l'energia immagazzinata dalla struttura dei bracci che viene rilasciata quando ogni braccio passa da una forma a spirale a un braccio di supporto diritto.

ROSA può essere facilmente adattato a diverse dimensioni, compresi array molto grandi, per fornire energia a una varietà di veicoli spaziali futuri. Ha anche il potenziale per rendere i pannelli solari più compatti e leggeri per la radio e la televisione satellitare, previsioni del tempo, GPS e altri servizi utilizzati sulla Terra. Inoltre, la tecnologia potrebbe essere adattata per fornire energia solare in località remote. La tecnologia dei bracci ha ulteriori potenziali applicazioni, come per comunicazioni e antenne radar e altri strumenti.

L'indagine ROSA esamina quanto bene questo nuovo tipo di pannelli solari si dispieghi nella microgravità e nelle temperature estreme dello spazio. L'indagine misura anche la forza e la durata dell'array e il modo in cui la struttura risponde alle manovre dei veicoli spaziali.

"Quando l'array è collegato a un satellite, quel veicolo spaziale dovrà manovrare, che crea coppia e provoca l'ala, o coperta, vibrare, " spiega il ricercatore principale Jeremy Banik, ingegnere ricercatore senior presso l'Air Force Research Laboratory, Kirtland Air Force Base nel Nuovo Messico. "Dobbiamo sapere con precisione quando e come vibra per non perdere il controllo del veicolo spaziale. L'unico modo per testarlo è nello spazio".

L'indagine monitorerà l'array dispiegato in pieno sole e piena ombra e raccoglierà dati su quanto vibra quando si sposta dall'ombra alla luce. Questa vibrazione, noto come scatto termico, potrebbero presentare sfide nell'utilizzo di satelliti con funzioni sensibili, e i ricercatori vogliono imparare come evitare queste sfide con ROSA.

"Questa struttura è molto sottile, solo pochi millimetri di spessore, e si scalda molto velocemente, decine di gradi in pochi secondi, " Banik dice. "Questo crea carichi nell'ala che potrebbero farla rabbrividire. Ciò creerebbe problemi, Per esempio, se un satellite stesse cercando di scattare una foto contemporaneamente."

L'indagine misurerà la potenza prodotta dall'array per vedere come ROSA è sottile, celle fotovoltaiche cristalline reggono durante il lancio. Inoltre, i ricercatori vogliono vedere come l'array gestisce la retrazione.

"Vogliamo dimostrare che possiamo tirare indietro l'ala in modo prevedibile, " Dice Banik. "Una ragione pratica è che dobbiamo ritirarlo per stivarlo dopo questa indagine, ma sarà bene sapere che può essere fatto per applicazioni future, potenzialmente per un veicolo spaziale altamente manovrabile."

L'intento di questa indagine, Banik ha spiegato, consiste nel confrontare i dati ROSA in orbita per modellare le previsioni precedentemente convalidate da misurazioni a terra in un ambiente simulato.

"Riconosciamo che stiamo cercando di imparare come si comporta - questo è un esperimento e non una dimostrazione - quindi raccoglieremo dati utili anche se non si comporta come ci aspettiamo, " ha detto Banico.

Gli investigatori sul campo avvieranno il video di spiegamento e ritiro, e i sensori incorporati nell'array registreranno i dati sulle prestazioni fotovoltaiche, temperatura, e accelerazioni.

"Quando si lancia nello spazio, massa e volume sono tutto, e ROSA è il 20 percento più leggero e quattro volte più piccolo in volume rispetto agli array di pannelli rigidi, " Dice Banik. "Ti rendi conto di grandi risparmi sui costi eliminando un po' di massa e volume, che consente di aumentare la larghezza di banda su un satellite per comunicazioni e, Per esempio, rendere il GPS più accessibile e affidabile per tutti."

In altre parole, questo piccolo array potrebbe davvero cambiare il modo in cui funziona l'energia solare.