Az ISS új napelemtáblái
(Rovat: Az űrállomás és az USA - 2021.01.28 07:15.)

A NASA idén megkezdi a Nemzetközi Űrállomás (ISS) napelemtábláinak korszerűsítését, hogy az évtized végéig biztosítsák az űrállomás megfelelő energiaellátását.

Az űrügynökség január 11-én jelentette be, hogy a SpaceX egyik Dragon teherűrhajójával még idén – várhatóan májusban – felviszik az ISS-re az első pár új napelemtáblát. Két további pár később indítandó Dragonok fedélzetén jut el az ISS-re, ezek a repülések várhatóan 2022-ben és 2023-ban kerülnek sorra. Az új napelemtáblák a jelenleg működő nyolc napelemtábla közül hatra kerülnek rá. Amint a fantáziarajzon is látható, az új egységek részben eltakarják a régieket, de mivel az újak jobb hatásfokkal dolgoznak, az elrendezés nem okoz teljesítménycsökkenést, sőt a teljesítmény számottevő növekedése várható. Az elrendezés előnye, hogy az új napelemek a régiek napkövető mechanizmusát használják, és azok teljesítmény-elosztó rendszerére tudnak csatlakozni, így minimalizálták az üzembe állításukhoz szükséges új alkatrészek mennyiségét. Minden egyes tábla felszereléséhez két-két űrsétára lesz szükség, az elsőn kialakítják az eszköz helyét, majd a másodikon kerül sor annak felszerelésére. (A helyet előkészítő űrsétákat már januártól megkezdik a személyzet tagjai.) Az új napelemek az alattuk lévő régiek felületének valamivel több mint a felét takarják el, de jobb hatásfokuk miatt összességében a korábbinál nagyobb elektromos teljesítményt állítanak elő. A NASA szakembereinek becslése szerint mind a hat új egység üzembe állítását követően a rendelkezésre álló elektromos teljesítmény a jelenlegi 160 kilowattról 215 kilowattra emelkedik, vagyis a korszerűsítés befejezése után a jelenleginél 20–30%-kal nagyobb elektromos teljesítmény áll rendelkezésre a fedélzeten. A pálya napsütötte szakaszán jelenleg termelődő 160 kilowatt elektromos teljesítményből származó energia felét akkumulátorokban tárolják, amelyek a pálya árnyékos részén szolgáltatják az energiát. Az új napelemtáblák egyenként 20 kW, vagyis összesen 120 kW teljesítményt adnak le. A fennmaradó 95 kW teljesítményt részben az az eredeti napelemtábla-pár adja, amelyre nem kerül rá az új, ROSA-rendszerű egység, részben pedig a régi táblák újakkal el nem takart részéről származik majd.

Az ISS a közeljövőben felszerelendő három pár új napelemtáblával. (Fantáziarajz: Boeing)

A napelemek korszerűsítése 103 millió dollárba kerül a NASA-nak. Az új napelemtáblák az úgynevezett felcsavarható technológiával készülnek (Roll-Out Solar Arrays, ROSA), amelyet a Deployable Space Systems cég fejlesztett ki és gyárt. A napelemeket henger alakú tokban szállítják, és a világűrben tekerik ki, amint az a gyárban végzett egyik próbáról készült filmen látható. A ROSA rendszert 2017-ben próbálták ki, és az ISS-en kívül más űreszközökön is használni fogják, például a Gateway holdi űrállomáson. Az ISS jelenlegi napelemtábláit 2000 és 2009 között az űrrepülőgépekkel szállították az űrállomásra, élettartamukat 15 évre tervezték. Felszerelésük óta teljesítményük a várakozásoknak megfelelő ütemben fokozatosan csökken, ezért az ISS tanácsadó testülete már 2018-ban felhívta a figyelmet arra, hogy a rendelkezésre álló elektromos teljesítmény csökkenésével számolni kell az űrállomás jövőjének tervezésekor. (Jelenleg a NASA-nak 2024-ig szól az felhatalmazása az ISS üzemeltetésére, de már történtek próbálkozások a Kongresszusban, hogy az évtized végéig biztosítsák az ISS működését. Hírek szerint az ISS üzemidejének meghosszabbítását illetően kétpárti egyetértés van a Kongresszusban, ezért a NASA bízik abban, hogy az ISS működtetése 2028-ig vagy 2030-ig fenntartható lesz.) A NASA már megpróbálta kereskedelmi alapra terelni az ISS fenntartását, de a megvalósításnak anyagi akadályai vannak, mert az erre a célra 2021-re igényelt 150 millió dollár helyett csupán 17 millió dollárt kaptak. Ugyanakkor a Boeing, amely a NASA fővállalkozója az ISS üzemeltetésében, optimista, bíznak abban, hogy az új napelemtáblákkal és az energiaellátó és a kommunikációs rendszer további korszerűsítéseivel az ISS üzemben tartható marad. A Boeing ISS-ért felelős alelnöke szerint az új napelemekkel és a közelmúltban újakra cserélt akkumulátorokkal az ISS élettartama meghosszabbítható. Folyamatosan figyelik az egyéb alkatrészek elöregedését is, miközben remélik, hogy még nem érkeztek el arra a fordulópontra, amelytől kezdve a javítások már nem tudnak lépést tartani a meghibásodásokkal.

Az első, a hat új napelemtábla közül a Deployable Space Systems üzemében. Az új napelemtáblák mindegyike 19 méter hosszú és 6 méter széles. (Kép: Deployable Space Systems))

A hat új napelemtábla felszerelése a legszembetűnőbb változást jelenti az ISS-en, mióta egy évtizeddel ezelőtt befejeződött az űrállomás építése. Az elmúlt években csak két kisebb kereskedelmi célú modult kapcsoltak az ISS-hez, amelyeket a Bigelow Aerospace, illetve a NanoRacks cégek készítettek, míg az elkövetkező néhány évben Oroszország és az Axiom cég új moduljait kapcsolhatják az ISS-hez.

Az új napelemtáblákhoz a Boeing egyik alvállalkozója, a Spectrolab gyártja a napelemcellákat, a kaliforniai Goletában működő Deployable Space Systems pedig a napelemtáblák szerkezeti elemeinek gyártását végzi.

Az új, ROSA technológiával készülő, letekerhető napelemtáblák üzemi próbája. (Forrás: Deployable Space Systems)