Les panneaux solaires traditionnels utilisés pour alimenter les satellites peuvent être encombrants avec des panneaux lourds pliés ensemble à l'aide de charnières mécaniques. Une expérience récemment arrivée à la Station spatiale internationale testera une nouvelle conception de panneau solaire qui s'enroule pour former un cylindre compact pour le lancement avec beaucoup moins de masse et de volume, offrant potentiellement des économies de coûts substantielles ainsi qu'une augmentation de la puissance des satellites.

Plus petit et plus léger que les panneaux solaires traditionnels, le panneau solaire Roll-Out, ou ROSA, se compose d'une aile centrale faite d'un matériau flexible contenant des cellules photovoltaïques pour convertir la lumière en électricité. De chaque côté de l'aile se trouve un bras étroit qui s'étend sur la longueur de l'aile pour fournir un support, appelé flèche composite à haute contrainte. Les flèches sont comme des tubes fendus faits d'un matériau composite rigide, aplati et enroulé dans le sens de la longueur pour le lancement. La matrice roule ou s'ouvre sans moteur, en utilisant l'énergie stockée de la structure des flèches qui est libérée lorsque chaque flèche passe d'une forme de bobine à un bras de support droit.

ROSA peut être facilement adapté à différentes tailles, y compris de très grandes baies, pour fournir de l'énergie à une variété de futurs engins spatiaux. Il a également le potentiel de rendre les panneaux solaires plus compacts et plus légers pour la radio et la télévision par satellite, Prévision météo, GPS et autres services utilisés sur Terre. En outre, la technologie pourrait éventuellement être adaptée pour fournir de l'énergie solaire dans des endroits éloignés. La technologie des rampes a des applications potentielles supplémentaires, comme pour les communications et les antennes radar et d'autres instruments.

L'enquête ROSA examine dans quelle mesure ce nouveau type de panneaux solaires se déploie dans la microgravité et les températures extrêmes de l'espace. L'enquête mesure également la résistance et la durabilité du réseau et la façon dont la structure réagit aux manœuvres de l'engin spatial.

"Lorsque le réseau est attaché à un satellite, que l'engin spatial devra manœuvrer, qui crée du couple et provoque l'aile, ou couverture, vibrer, " explique le chercheur principal Jeremy Banik, ingénieur de recherche senior au Laboratoire de Recherche de l'Armée de l'Air, Base aérienne de Kirtland au Nouveau-Mexique. "Nous devons savoir précisément quand et comment il vibre pour ne pas perdre le contrôle du vaisseau spatial. Le seul moyen de tester cela est dans l'espace."

L'enquête surveillera le réseau déployé en plein soleil et à l'ombre et collectera des données sur sa vibration lors du passage de l'ombre à la lumière. Cette vibration, connu sous le nom de rupture thermique, pourrait présenter des défis dans l'exploitation de satellites avec des fonctions sensibles, et les chercheurs veulent apprendre comment éviter ces défis avec ROSA.

"Cette structure est très mince, seulement quelques millimètres d'épaisseur, et chauffe très vite, des dizaines de degrés en quelques secondes, " dit Banik. "Cela crée des charges dans l'aile qui pourraient la faire trembler. Cela créerait des problèmes, par exemple, si un satellite essayait de prendre une photo en même temps."

L'enquête mesurera la puissance produite par le réseau pour voir à quel point ROSA est mince, les cellules photovoltaïques cristallines résistent au lancement. En outre, les chercheurs veulent voir comment le réseau gère la rétraction.

"Nous voulons montrer que nous pouvons rentrer l'aile de manière prévisible, " dit Banik. " Une raison pratique est que nous devons le retirer pour l'arrimer après cette enquête, mais il sera bon de savoir que cela peut être fait pour de futures applications, potentiellement pour un vaisseau spatial très maniable."

L'intention de cette enquête, Banik a expliqué, est de comparer les données ROSA en orbite aux prédictions du modèle préalablement validées par des mesures au sol dans un environnement simulé.

"Reconnaître que nous essayons d'apprendre comment il se comporte - il s'agit d'une expérience et non d'une démonstration - nous allons donc glaner des données utiles même s'il ne se comporte pas comme nous le souhaitons, " a déclaré Banik.

Les enquêteurs sur le terrain lanceront une vidéo de déploiement et de rétraction, et des capteurs intégrés sur le réseau enregistreront des données sur les performances photovoltaïques, Température, et accélérations.

"Lorsque vous vous lancez dans l'espace, la masse et le volume sont tout, et ROSA est 20 pour cent plus léger et quatre fois plus petit en volume que les matrices de panneaux rigides, " dit Banik. " Vous réalisez d'importantes économies en réduisant un peu de masse et de volume, qui permet d'augmenter la bande passante sur un satellite de communication et, par exemple, rendre le GPS plus accessible et plus fiable pour tous."

En d'autres termes, ce petit réseau pourrait vraiment changer la façon dont l'énergie solaire roule.