(来源:太阳能发电网)
据中国航空报报道,德国空间技术公司Dcubed日前宣布,其正在推进一套名为ARAQYS的在轨3D打印系统,计划用该系统在太空中直接生产太阳能板并“现打现用”组装成太阳能发电阵列。
Dcubed计划在2027年前后完成2千瓦级在轨系统的实践验证并推向市场。
目前,除少量军用和科研卫星采用核电源外,绝大多数地球轨道航天器都依赖太阳能电池板供电,原因在于轨道环境没有大气和天气干扰,也不存在地面意义上的昼夜交替,持续而稳定的太阳辐射使太阳能成为最现实的电力来源。因而随着商业航天的快速升温,对轨道太阳能电力的需求也正呈现爆发式增长。
但传统太阳能板连同支撑结构重量较大,发射时必须折叠收拢,既占用宝贵的有效载荷体积,又需要复杂可靠的展开机构来承受火箭发射过程中的加速度、振动和强噪声,这些因素都会推高成本并挤占可用载荷空间和质量裕度。
Dcubed公司希望通过ARAQYS系统来绕开“折叠—展开”的传统方案,不再把整套太阳能阵列从地面运载上去,而是直接在轨道上“制造”阵列,从而显著降低成本。
Dcubed介绍,该系统的设计思路,是先将一种高度紧凑、柔性的超薄“软太阳能毯”随卫星一起送入轨道,毯面本身承担光伏采集功能,到轨道后再展开。
在太阳能毯缓慢展开的过程中,ARAQYS的3D打印系统会沿着薄膜阵列同步打印出刚性背部支撑结构,逐步把柔性的薄膜“定型”为具有足够刚度的大型阵列。打印使用的树脂依靠太空环境中强烈的紫外线快速固化,无需额外的大型固化设备,从而进一步压缩发射质量与系统复杂度。
Dcubed公司宣称,相比比传统方案,其整体成本有望实现数量级下降。
据介绍,Dcubed将分阶段推进在轨演示任务:将于近期首先发射一项用于构建60厘米长臂段的试验任务,随后是1米级版本,最终目标是在2027年完成一套2千瓦级在轨运行的完整验证系统,并在此基础上推出可供商业采购的产品线。
Dcubed公司预计,一旦技术成熟,这类在轨制造的太阳能阵列可广泛用于多种空间平台,包括空间输电与能量束传输阵列、轨道拖船,以及大规模数据处理星座等应用场景。