Китайская компания Yanhe Tech, специализирующаяся на фотоэлектрических технологиях, успешно разработала прототип сворачиваемой солнечной панели для космических аппаратов. Панель, получившая наименование Xingyun, создана с применением перовскитных материалов и вскоре будет испытана в условиях реальной орбиты.

Инновационная конструкция призвана преодолеть одну из существующих сложностей, связанных с запуском спутников – ограниченность доступного пространства внутри ракеты-носителя. В процессе старта солнечная панель сворачивается в компактный рулон, сопоставимый по размеру с обычным термосом. После достижения орбиты она раскрывается и может быть установлена вдоль боковой поверхности спутника.

Обычно используемые солнечные батареи для спутниковых систем имеют жесткую структуру, требующую складывания перед запуском и последующего развертывания в космосе. Данные конструкции увеличивают общий вес космического аппарата и занимают значительный объем внутри ракеты-носителя. Эта проблема становится все более актуальной с увеличением количества малых спутников, устройств формата CubeSat и масштабных группировок, включающих множество одновременно запускаемых аппаратов.

В Xingyun применяется высокоэластичный композитный материал, обладающий свойством памяти формы. Вместо традиционного складывания на отдельные жесткие секции, панель формируется в компактный цилиндр. После выхода на орбиту пассивное устройство осуществляет плавное развертывание панели, что позволяет исключить использование сложной многоступенчатой системы раскрытия, характерной для обычных солнечных батарей.

Согласно информации от Yanhe Tech, инновационная конструкция отличается снижением веса на 25–30 процентов по сравнению с традиционными складными солнечными панелями. Представители компании также сообщили о коэффициенте компактности, равном 35:1, что означает, что площадь панели в развернутом состоянии примерно в 35 раз превышает её размеры в сложенном виде.

Значительная степень сжатия представляет особую ценность при одновременном запуске нескольких спутников, где каждый дополнительный кубический сантиметр полезного пространства ракеты имеет критическое значение. Разработчики утверждают, что одна солнечная панель Xingyun способна автономно обеспечивать электропитанием микроспутник или устройство формата CubeSat. Несколько таких панелей могут быть использованы для питания более крупных аппаратов, включая спутники связи, системы дистанционного зондирования Земли и космические корабли, предназначенные для исследования дальнего космоса.

В качестве основы для Xingyun используются перовскитные солнечные элементы. Тем не менее, данная технология пока находится на начальном этапе развития и далёка от широкого применения в космической отрасли. Фэн Фань, основатель и генеральный директор Yanhe Tech, отметил, что прогнозируемый срок службы существующих перовскитных солнечных элементов для работы на орбите составляет приблизительно шесть месяцев, и технология всё ещё проходит этапы тестирования.

Специалисты организации стремятся продлить срок эксплуатации и улучшить свойства материала, применяя передовые технологии искусственного интеллекта для подбора и оптимизации химической рецептуры перовскита. Значительной сложностью остается более интенсивное разрушение данных солнечных элементов по сравнению с традиционными кремниевыми аккумуляторами вследствие воздействия радиации и значительных колебаний температур в условиях низкой околоземной орбиты.

В дополнение к испытаниям Xingyun, Yanhe Tech представила амбициозный план по созданию космической энергетической инфраструктуры к 2030 году. Компания планирует сформировать многоуровневую энергетическую сеть, которая в будущем должна охватывать низкую околоземную орбиту, более высокие орбиты и окрестности Луны.

Фэн Фань выделяет мощную китайскую производственную базу фотоэлектрических систем как одно из основных достоинств. Он отмечает, что частные предприятия, занимающиеся разработкой подобных технологий, планируют развивать космическую энергетику в сотрудничестве с национальными космическими программами КНР.