Les panneaux solaires légers et flexibles ont le potentiel d’alimenter une gamme de petits et grands vaisseaux spatiaux futurs.
Le vol spatial présente de nombreux défis. Le vide quasi total à l’extérieur de l’atmosphère terrestre, les extrêmes de chaleur et de froid, et le bombardement presque constant de radiations sont quelques-uns des problèmes auxquels les ingénieurs sont confrontés lors de la construction de vaisseaux spatiaux.
Il y a un autre problème auquel les gens ne pensent pas souvent. Étant donné que la NASA n’a plus de navettes spatiales pour transporter des équipements dans l’espace, ils doivent tenir à l’intérieur de la moitié avant d’un tube en métal appelé fusée.
L’espace a beaucoup, eh bien, d’espace. Cela signifie que, une fois là-bas, les vaisseaux spatiaux peuvent déployer de grandes matrices solaires pour produire suffisamment d’énergie pour alimenter la machine. Cependant, l’adaptation de grands panneaux solaires rigides dans les limites tubulaires d’un véhicule de lancement est toujours un défi.
Démonstration du NASA’s Lightweight Integrated Solar Array and AnTenna. Image utilisée avec l’aimable autorisation de NASA (par NeXolve Holding)
C’est là qu’intervient Ascent Solar. Cette entreprise basée dans le Colorado a conçu et commencé à fabriquer des panneaux solaires innovants, légers, flexibles et durables en cuivre-indium-gallium-sélénium (CIGS).
Modules solaires légers et flexibles
Les modules solaires flexibles d’Ascent Solar voleront bientôt lors d’une mission appelée Lightweight Integrated Solar Array and AnTenna (LISA-T). La mission sera dirigée par la Direction de la technologie spatiale de la NASA et est prévue pour être lancée cet été. Le centre de vol spatial de l’agence, le Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama, en sera responsable.
Panneau solaire flexible. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Ascent Solar
LISA-T est le quatrième volet de la série de missions Pathfinder Technology Demonstrator (PTD) de la NASA, qui évalue de nouvelles technologies pouvant être utilisées dans des missions scientifiques et d’exploration futures. La matrice solaire légère et flexible produite par Ascent Solar pour la mission LISA-T est beaucoup plus légère. Elle prend moins de place lors du lancement que les solutions PV traditionnelles tout en produisant jusqu’à trois fois plus d’énergie pour une utilisation par un satellite.
Les panneaux PV à film mince sont fabriqués en plaçant de fines couches de matériau CIGS sur un substrat de polyamide de 25 microns, créant ainsi des panneaux flexibles légers.
PV flexible d’Ascent. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Ascent Solar
La mission LISA-T ne sera pas la première fois que la technologie PV d’Ascent est utilisée dans l’espace. Auparavant, la société avait testé son réseau CIGS à film mince dans des conditions spatiales difficiles à la Station spatiale internationale (ISS) dans le cadre de l’expérience Materials International Space Station Experiment (MISSE-X) de la NASA.
Vers l’inconnu avec l’énergie solaire
Au-delà des expériences LISA-T, la matrice PV conçue par Ascent peut être utilisée dans des nanosatellites de taille standard et de forme standard appelés CubeSat. Parallèlement, elle peut être augmentée pour fournir des kilowatts d’énergie générée pour de petits vaisseaux spatiaux futurs.
L’entreprise développe sa gamme Titan pour les environnements spatiaux, avec un rendement de sortie de puissance de 17,55% par module Titan. Le module Titan mesure environ un pied carré, pèse 10 grammes et a une puissance de sortie cible de 17 watts. Le but d’Ascent Solar est de produire des kilowatts par kilogramme de réseau solaire dans l’environnement hostile de l’espace, avec une dégradation minimale des panneaux solaires tout au long de la durée de vie de la mission.