Состояние и перспективы систем электроснабжения КА

[thunder26]

Iltis пишет:
Я бы согласился, но в статье четко написано, что диоды ставятся на каждый ФЭП, как и делают с байпасными диодами.

Дык байпасные диоды интегрированы в ФЭП 
РКС их в бескорпусном исполнении "отсыпает" производителю ФЭП? Так получается?

[PIN]

Iltis пишет:
которым до уроня мировых аналогов еще далековато

Кстати, интересно - по каким параметрам?

[Iltis]

Хорошо, поехали в техническую сторону:

Байпасные диоды есть интегрированные и  внешние. Первые это часть структуры самого ФЭПа (что не очень хорощо, так как нельзя улучшать и диод и ФЭП одновременно) или дополнительно напыленная сверху в том же процессе (что дорого и неразумно,  хотя так тоже делают). Вторые -это кремниевые диоды очень надёжные если все сделано как надо. В статье судя по всему речь идт о кремневых,  так как делать термоциклы на интегрированных диодах неинтересно - речь идёт в первую очередь о местах соединений, а они у интегрированных диодов такие же как  у ФЭПов (т.е гордиться как бы нечем)

Да, внeшние диоды отсыпают гроздью производителю ФЭПов, который клеит защитное стекло, и приваривает диоды. Есть один производитель, который клеит диоды на обратныю сторону ФЭПа.

Уровень мировых аналогов определяется ключевыми характеристиками. Т.е.кпд и радстойкостью. Пока чисто российские приборы, к сожалению, уступают. Тех.параметры европейских и американских приборов есть в открытом доступе на страницах производителей. Можно ещё упомянуть толщину и, как следствие,  вес,  хотя это уже вторично.

[PIN]

Iltis пишет:
Пока чисто российские приборы, к сожалению, уступают.

Именно потому и спросил - в проектной документации вижу панели российского производства с ФЭП эффективностью 28%, что вполне современно.

[Iltis]

Современно это уже 30%. Ну и на EOL тоже стоит смотреть  .

[PIN]

Iltis пишет:
Ну и на EOL тоже стоит смотреть.

Понятно, по деградации (в наборе типовых условий) далеко не все делятся информацией, так что, тут и сравнивать не с чем.
А на летающем сейчас 28% BOL - это норма.

[thunder26]

Отечественные трехкаскадные 28,5%

[Iltis]

Spectrolab до  30.7 % на 80см2 ФЭПах
Solaero 29.3% на 60см2
Azur 29.5% на 72см2
И это квалифицорованные продукты, а не свежие разработки.
Обратите ещё внимание на площадь. ФЭПы больше чем 32 см2 это все ещё челлендж

EOL кстати тоже можно сравнивать, по крайней мере до 1е15 см-2 дозы

[Iltis]

ИМне вообще непонятно как можно для фэпов не упоминать рад стойкость при стандартных условиях. Особенно в контексте ГЕО орбиты

[thunder26]

Iltis пишет:
по крайней мере до 1е15 см-2 дозы

Не дозы, а эквивалентного флюенса 1 МэВ электронов (судя по порядку величины).

[Iltis]

Да, Вы правы, я поленился написать правильно. Хотя сути сказанного не меняет: радиационная стойкость является одной из важнейших характеристик и должна указываться в техданных.

[thunder26]

Iltis пишет:
Хотя сути сказанного не меняет: радиационная стойкость является одной из важнейших характеристик и должна указываться в техданных.

А кто сказал, что она не указывается?

[Iltis]

Товарищ SOE в сообщении #126.
Update: как минимум один из отечественных производителей не предоставляет никаких даннх о своей продуции за исключением общих слов. второго лень смотреть

[thunder26]

Iltis пишет:
Товарищ SOE в сообщении #126.

Ну так это с товарищем SOE не делятся

[PIN]

thunder26 пишет:
Ну так это с товарищем SOE не делятся  

Именно, я вижу то, что используется в проектируемых или летающих аппаратах, там без баланса по электричеству на конец эксплуатации не обойтись.
Я имел в виду общедоступную информацию. Вы не забывайте, что это интернет-форум.

[Iltis]

со мной тоже не делятся.... Приходится самому, все до последней капельки 
Но серьёзно: если ничего не публиковать, то никто ничего и не узнает.  так сказать, широкая информация для очень узкого круга. а вот вера в сильные заявления в открытой прессе страдает. И мне просто жалко, что из-за неграмотной подачи,  а,  вернее, желания заявить рекорд пишется полная хрень над которой можно лишь смеяться (кто хоть минимально в теме). При этом я не хочу оспаривать, что это несомненно, успех и технология не простая, особенно в разрезе специфики применения.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2017/newspaper-424.pdf

Корифеи научного космоса
Решетнёвская фирма и НПО имени Лавочкина продолжают расширять сотрудничество.

Спойлер

80-летний юбилей в этом году отмечает Научно-производственное объедине­ние имени С.А. Лавочкина – ведущее предприятие оте­чественной космической отрасли в области создания космических аппаратов для фундаментальных науч­ных исследований. И вот уже более 30 лет длится его сотрудничество с компанией имени Решетнёва – российским лидером в области созда­ния спутников прикладного назначения. Этот «звёздный» союз привлекает сибиряков к самым передовым научным проектам в космической отрасли и открывает москов­ским создателям исследо­вательской космической техники возможность при­менять в ней уникальные тех­нические решения, которыми славятся решетнёвцы.
А началось сотрудничество предприятий с использо­вания для запуска сибирских спутников ракет с разгонными блоками и головными обтекателями, созданными лавочкинцами. В свою очередь, партнёры из подмосковного пред­приятия в своей продукции применяли изделия точной механики, разработанные и изготовленные сибиряками.
Современный и наиболее плодотворный этап сотруд­ничества двух предприятий стартовал в 2004 году, когда Решетнёвская фирма при­ступила к разработке эле­ментов полезной нагрузки и служебных систем для кос­мических аппаратов про­изводства НПО Лавочкина. В результате более чем 10-летней работы в компании «ИСС» были разработаны и изготовлены солнечные батареи для космических аппаратов «Электро-Л» №1 – №3 , «Спектр-Р», «Арктика-М», «Спектр-УФ», «Спектр-РГ», а для двух последних и меха­низмы наведения остро­направленныхантенн. А сегодня решетнёвцами рассматриваются техниче­ские задания на разработку и изготовление привода остронаправленной антенны для космического аппарата «Луна-Ресурс-1».

[свернуть]

Одним из важнейших результатов совместной работы двух предприятий стало внедрение в произ­водство солнечных бата­рей фотопреобразователей на основе трёхкаскадного арсенида галлия, которые более чем в два раза эффек­тивнее фотопреобразовате­лей из кремния. Успешно освоив работу с ними в ходе реализации заказов НПО Лавочкина, теперь компания «ИСС» все новые разработки солнечных батарей прово­дит с учётом использования именно этих фотопреобразо­вателей. Удельные массовые и энергетические характе­ристики таких солнечных батарей производства «ИСС» находятся на уровне лучших мировых образцов.

Спойлер

Для орбитальных научно-исследовательских аппара­тов «Электро-Л» №2 и №3 решетнёвцы разработали и изготовили также систему автономной навигации. Она отличается тем, что весь комплекс целевых задач решает с помощью собствен­ного программного обеспе­чения, благодаря чему нет необходимости создавать канал связи прибора-нави­гатора с бортовым комплек­сом управления. Это прин­ципиально новое решение специалистов компании «ИСС». Бортовой «космический компас», позволяющий аппаратам максимально точно определять свою орби­тальную позицию, успешно опробован. Лётные испыта­ния космического аппарата «Электро-Л» №2, создан­ного с его использованием, успешно завершились в 2016 году, и сегодня аппа­рат продолжает исправно функционировать.
Ввиду этого рассматри­вается вопрос о поставке систем автономной навига­ции производства «ИСС» и для следующих космических аппаратов НПО Лавочкина – «Электро-Л» №4 и №5.
В настоящее время оба предприятия совместно участвуют в решении научных задач в области изучения космоса, высту­пая соисполнителями по созданию космической астрофизической обсер­ватории «Миллиметрон». Этот проект реализуется Астрокосмическим центром ФИАН им. П.Н.
Лебедева

[свернуть]

[Salo]

http://www.rt-chemcomposite.ru/novosti/2614/

Ультралегкие интегральные каркасы солнечных батарей спутника «Аист-2Д» «РТ-Химкомпозит» успешно прошли летные испытания в космосе
02.05.2017

Накануне годовщины первого запуска с космодрома Восточный малый космический аппарат «Аист-2Д» был введен в эксплуатацию, завершив летные испытания в космосе. «Аист-2Д» стал первым космическим аппаратом, укомплектованным изготовленными холдингом «РТ-Химкомпозит» (входит в Госкорпорацию «Ростех») и не имеющими аналогов в мире ультралегкими каркасами солнечных батарей из углепластика интегрального типа.
 
«Использование ультралегких каркасов солнечных батарей интегрального типа весом всего около 500 г/кв м позволит значительно уменьшить вес космических аппаратов. Данная конструкция не имеет аналогов в мире и запатентована только в России», - отметил генеральный директор холдинга «РТ-Химкомпозит» Кирилл Шубский.
 
В составе космического аппарата «Аист-2Д» использованы панели терморегулирования производства ведущего производственного предприятия холдинга «РТ-Химкомпозит» ОНПП «Технология» им.А.Г.Ромашина, одновременно являющиеся площадкой для установки приборов. Они способны увеличивать жизненный цикл спутника за счет небольшого веса и выполняемых функций.
 
Бортовые системы «Аист-2Д» функционируют штатно, аппарат управляем, нет проблем со снабжением электроэнергией и тепловым режимом. Космический аппарат уже провел фотосъемку более 14 млн кв. км земной поверхности, включая 4 млн кв. км территории России.

[zandr]

https://iz.ru/668563/dmitrii-strugovetc/novye-sputniki-poluchat-rekordnye-solnechnye-krylia

Новые спутники получат рекордные «солнечные крылья»
Дмитрий Струговец
Российские военные и гражданские спутники связи получат солнечные батареи рекордного размера. Для электропитания аппаратов на основе новой тяжелой спутниковой платформы высокой мощности налажено производство батарей площадью более ста квадратных метров. До сих пор на отечественных телекоммуникационных космических аппаратах использовались панели размером не более 88 кв. м. Разработавшая новую платформу компания «Информационные спутниковые системы» имени Решетнева» (ИСС) намерена предложить ее российским и зарубежным заказчикам.
По мнению экспертов, применение мощных спутников позволит уменьшить габариты и массу приемо-передающих терминалов, которые носят с собой пользователи.
Как рассказал «Известиям» генеральный директор ИСС Николай Тестоедов, космические аппараты повышенной мощности, требующие высокой энергетики, планируется создавать на новой спутниковой платформе. Она стала развитием уже пять лет используемой в российских аппаратах платформы «Экспресс-2000». Нововведением станут увеличенные «крылья» — солнечные батареи площадью около 112 кв. м. Они построены по современной технологии — с КПД на уровне 28–30%.
— Зарубежные, а за ними и российские заказчики стали выдвигать требование по обеспечению энергетики мощностью до 20 и более киловатт. Мы пришли к выводу, что нужно двигаться в этом направлении, — рассказал Николай Тестоедов.
ИСС — единственное в России предприятие, которое разрабатывает и серийно изготавливает телекоммуникационные космические аппараты для национального оператора «Космическая связь» и Минобороны РФ. Из всей продукции ИСС наибольшие по площади солнечные батареи имели спутники «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6» (запущены на орбиту в 2013–2014 годах) для «Космической связи». Общая площадь их «крыльев» достигала 88 кв. м. Мощность этих аппаратов — 14 КВт. Аналогичный уровень мощности и у спутников серии «Благовест», которые использует для связи Минобороны России. В настоящее время на орбите работает один такой аппарат (запущен в 2017 году). Всего планируется создание группировки из четырех подобных спутников.

Спойлер

Повышенное электропитание требуется в первую очередь для телекоммуникационных космических аппаратов, используемых для широкополосного доступа в интернет, спутниковой связи и телевещания. С развитием новых диапазонов вещания, увеличением мощности сигнала перспективным спутникам потребуется больше энергии.
Как пояснил «Известиям» независимый эксперт в области космонавтики Виталий Егоров, применение мощных спутников связи позволит пользователям на Земле носить с собой менее массивные терминалы.
— Можно будет, к примеру, облегчить переносные спутниковые терминалы, что даст возможность использовать такую связь солдатам на поле боя, — рассказал Виталий Егоров. — Облегченные модули связи позволят эффективнее пользоваться беспилотниками за счет обмена данными через спутники. В целом энергия — одно из узких мест, ограничивающих возможности любого космического аппарата. Для спутника связи и ретрансляции это особенно важно. Увеличенная мощность позволяет передавать больше данных или установить более стабильный канал связи, уменьшить размеры принимающего оборудования на земле.
Солнечные батареи — главный источник энергии для всех космических аппаратов, вращающихся вокруг Земли. Самые крупные панели (общая площадь около 1,2 тыс. кв. м) развернуты на Международной космической станции — они обеспечивают работоспособность научной аппаратуры и жизнедеятельность экипажа из шести человек. Первые отечественные солнечные батареи были установлены на третьем искусственном спутнике Земли. Этот советский аппарат проработал в космосе почти два года — с 1958-го по 1960-й.

[свернуть]

[zandr]

https://mir24.tv/news/16287572/himikam-udalos-prodlit-zhizn-goryachim-elektronam-v-solnechnyh-batareyah

Химикам удалось продлить жизнь горячим электронам в солнечных батареях
Группа химиков из Нидерландов и Франции разработали новый тип гибридных солнечных модулей на основе перовскитов. Результаты исследования показали, что время жизни горячих носителей заряда примерно в тысячу раз больше, чем в свинцовых перовскитах, пишет Nature Communications..
Как сообщается, ученые создали новый тип гибридных солнечных модулей на основе перовскитов. Изначально их КПД составил 9%. Однако затем было обнаружено, что если задействовать энергию так называемых горячих электронов, то эффективность новых солнечных элементов можно повысить до рекордных 66%.
КПД солнечных батарей напрямую зависит от достижения «золотой середины». Для преобразования фотонов в свободные электроны необходимо идеально выверенное количество энергии. Если ее слишком мало, то фотон «проскальзывает» сквозь солнечный модуль, а если энергии слишком много, то ее излишки превращаются в тепло и не способствуют увеличению электрического напряжения.
В ходе исследований ученые заменили токсичный свинец в солнечных панелях на менее вредное олово и добились КПД 9%. В дальнейшем они обнаружили, что горячие электроны в модулях на основе олова растрачивали энергию намного медленнее, чем обычно.
«Горячие электроны рассеивали энергию спустя несколько наносекунд, а не несколько сотен фемтосекунд», – рассказала автор исследования Мария-Антуанетта Лои.
Благодаря этой «суперспособности» энергию, рассеиваемую горячими электронами, можно собрать до того, как она превратится в тепло и тем самым увеличить напряжение. По подсчетам ученых, использование горячих электронов позволит повысить КПД новых солнечных элементов до 66%.
Добавим, что добиться таких результатов удалось пока что только в лабораторных условиях.