SunDrive da Austrália inicia pesquisa e desenvolvimento de células solares com base em cobre para aplicações espaciais

De acordo com pt.wedoany.com-Em 10 de novembro, a empresa australiana de tecnologia solar SunDrive Solar e a fabricante de hardware e software espaciais Space Machines Company anunciaram o lançamento de um projeto conjunto de pesquisa e desenvolvimento de painéis solares espaciais, com o objetivo de aplicar as células solares heterojunção com metalização de cobre da SunDrive na nave espacial Optimus Viper da Space Machines Company. A primeira fase do projeto, com duração até abril de 2027, concluirá um painel solar montado no corpo da nave espacial e um protótipo em escala de voo, além de realizar testes ambientais de vácuo térmico e vibração, fornecendo dados de validação de engenharia para a aplicação prática subsequente na nave espacial.

O cerne desta cooperação é converter a tecnologia de fabricação de células fotovoltaicas terrestres em componentes de alimentação elétrica adaptados ao ambiente espacial. A SunDrive utiliza sua tecnologia própria de galvanoplastia direta de cobre, substituindo a prata usada no processo tradicional de metalização de células solares por cobre, reduzindo a dependência de materiais de metais preciosos. Suas células de heterojunção com base em cobre adotam uma estrutura de lâmina de silício ultrafina, conciliando eficiência de conversão fotovoltaica e controle de peso. Para as naves espaciais, a massa do painel solar afeta a configuração da carga útil; a redução do peso dos componentes da célula permite reservar mais margem de massa para equipamentos de comunicação, instrumentos científicos e outras cargas úteis da missão.

O Optimus Viper é uma nave espacial autônoma planejada pela Space Machines Company, com massa projetada de aproximadamente 200 kg, destinada a missões em órbita terrestre baixa. Este desenvolvimento adota a solução de painel solar montado no corpo da nave espacial, ou seja, os componentes solares são integrados diretamente à estrutura externa da nave, em vez de utilizar grandes asas solares independentes e desdobráveis. Esse design exige coordenação entre as dimensões dos componentes da célula, as conexões estruturais, a dissipação de calor e a distribuição global de massa da nave espacial.

As duas partes dividiram as responsabilidades de pesquisa e desenvolvimento. A SunDrive é responsável pela seleção de células solares, design dos componentes, fabricação por laminação e testes de características elétricas; a Space Machines Company é responsável pelo design do substrato do painel solar, análise estrutural e térmica, montagem dos componentes e testes, além de instalar o painel de amostra no modelo estrutural do Optimus Viper. As duas partes também desenvolverão conjuntamente o processo de adesão entre os componentes solares e o substrato, resolvendo problemas de conexão estrutural sob condições de vibração no lançamento e variações de temperatura em órbita.

Após a conclusão da fabricação do protótipo, o painel solar será submetido a testes de vácuo térmico e vibração. O teste de vácuo térmico simula o ambiente de vácuo espacial e ciclos extremos de temperatura, verificando a estabilidade dos componentes da célula, das conexões elétricas e da estrutura de adesão sob variações de temperatura; o teste de vibração simula as cargas mecânicas geradas durante a fase de lançamento do foguete, verificando se a estrutura dos componentes e as partes de conexão suportam as vibrações do processo de lançamento. Os resultados dos testes serão utilizados para ajustes de design subsequentes e validação de produtos de nível espacial.

Esta cooperação também representa a extensão da tecnologia de células com base em cobre da SunDrive da fabricação fotovoltaica terrestre para o campo de energia espacial. A Austrália atualmente depende consideravelmente de produtos importados no fornecimento de painéis solares de nível espacial; as duas partes esperam estabelecer uma cadeia de suprimentos nacional australiana de componentes solares espaciais, combinando capacidades locais de fabricação de células, design estrutural de naves espaciais e testes ambientais.

Após a conclusão da primeira fase, as duas partes decidirão os arranjos de pesquisa e desenvolvimento subsequentes com base nos resultados dos testes do protótipo. Os objetivos da próxima fase incluem o desenvolvimento de painéis solares desdobráveis e a exploração do fornecimento de produtos relacionados para naves espaciais subsequentes da Space Machines Company e outros fabricantes de satélites.