SunDrive الأسترالية تطلق تطوير خلايا شمسية نحاسية لتطبيقات الفضاء

أخبار ar.wedoany.com، في 10 نوفمبر، أعلنت شركة SunDrive Solar الأسترالية لتقنيات الطاقة الشمسية وشركة Space Machines Company المصنّعة للعتاد والبرمجيات الفضائية عن إطلاق مشروع بحث وتطوير مشترك لمصفوفات شمسية فضائية، يهدف إلى تطبيق خلايا SunDrive الشمسية غير المتجانسة ذات التمعدن النحاسي في مركبة الفضاء Optimus Viper التابعة لـ Space Machines Company. تمتد المرحلة الأولى من المشروع حتى أبريل 2027، وستشمل إنجاز لوح شمسي مثبّت على هيكل المركبة الفضائية ونموذج أولي بحجم الطيران، وإجراء اختبارات بيئية تشمل الاختبار الحراري الفراغي والاهتزاز، لتوفير بيانات تحقق هندسي للتطبيق الفعلي في المركبات الفضائية اللاحقة.

يكمن جوهر هذا التعاون في تحويل تقنية تصنيع الخلايا الكهروضوئية الأرضية إلى مكوّنات إمداد بالطاقة تتلاءم مع البيئة الفضائية. تعتمد SunDrive تقنية الطلاء الكهربائي المباشر بالنحاس التي طوّرتها بنفسها، لتحل النحاس محل الفضة المستخدمة في عمليات التمعدن التقليدية للخلايا الشمسية، بما يقلل الاعتماد على المعادن النفيسة. وتستخدم خلاياها غير المتجانسة القائمة على النحاس بنية رقائق سيليكون فائقة الرقة، تجمع بين كفاءة التحويل الكهروضوئي والتحكم في الوزن. وبالنسبة للمركبات الفضائية، يؤثر وزن المصفوفة الشمسية على توزيع الحمولة، إذ يتيح تخفيف وزن مكوّنات الخلايا توفير مساحة أكبر من الكتلة لأجهزة الاتصالات والأدوات العلمية وغيرها من حمولات المهام.

Optimus Viper مركبة فضائية ذاتية التشغيل قيد التخطيط والتطوير لدى Space Machines Company، بكتلة تصميمية تبلغ نحو 200 كيلوغرام، وموجهة لمهام المدار الأرضي المنخفض. يعتمد هذا التطوير على حل الألواح الشمسية المثبّتة على هيكل المركبة، أي دمج المكوّنات الشمسية مباشرة في البنية الخارجية للمركبة بدلاً من استخدام أجنحة شمسية كبيرة منفصلة قابلة للنشر. ويتطلب هذا التصميم التنسيق بين أبعاد مكوّنات الخلايا والوصلات الهيكلية وتبديد الحرارة وتوزيع الكتلة الإجمالية للمركبة.

توزّعت مهام البحث والتطوير بين الطرفين. تتولى SunDrive اختيار الخلايا الشمسية وتصميم المكوّنات وتصنيع التغليف الطبقي واختبار الخصائص الكهربائية؛ بينما تتولى Space Machines Company تصميم قاعدة الألواح الشمسية والتحليل الهيكلي والحراري وتجميع المكوّنات واختبارها، وتركيب النموذج على النموذج الهيكلي لمركبة Optimus Viper. وسيطوّر الطرفان معاً عملية اللصق بين المكوّنات الشمسية والقاعدة، لمعالجة مسائل الوصل الهيكلي في ظروف اهتزازات الإطلاق وتغيرات درجات الحرارة في المدار.

بعد إنجاز تصنيع النموذج الأولي، ستخضع الألواح الشمسية لاختبارات حرارية فراغية واهتزازية. تُستخدم الاختبارات الحرارية الفراغية لمحاكاة بيئة الفراغ الفضائي ودورات درجات الحرارة القصوى، والتحقق من استقرار مكوّنات الخلايا والوصلات الكهربائية وهياكل اللصق في ظل تغيرات الحرارة؛ بينما تحاكي اختبارات الاهتزاز الأحمال الميكانيكية الناشئة عن مرحلة إطلاق الصاروخ، للتحقق من قدرة هياكل المكوّنات ومواضع الوصل على تحمّل الاهتزازات أثناء الإطلاق. وستُستخدم نتائج الاختبارات ذات الصلة في تعديلات التصميم اللاحقة والتحقق من المنتجات بمستوى الفضاء.

يمثل هذا التعاون أيضاً مشروعاً لتوسيع تقنية الخلايا النحاسية لدى SunDrive من التصنيع الكهروضوئي الأرضي إلى مجال الطاقة الفضائية. وتعتمد أستراليا حالياً بشكل كبير على المنتجات المستوردة في توريد المصفوفات الشمسية بمستوى الفضاء، ويأمل الطرفان من خلال الجمع بين قدرات تصنيع الخلايا المحلية وتصميم الهياكل الفضائية والاختبارات البيئية في إنشاء سلسلة توريد أسترالية محلية لمكوّنات الطاقة الشمسية الفضائية.

بعد إنجاز المرحلة الأولى، سيقرر الطرفان ترتيبات البحث والتطوير اللاحقة بناءً على نتائج اختبارات النموذج الأولي، وتشمل أهداف المرحلة التالية تطوير مصفوفات شمسية قابلة للنشر، واستكشاف توريد المنتجات ذات الصلة لمركبات Space Machines Company اللاحقة وغيرها من مصنّعي الأقمار الصناعية.