Il primo grande cliente di Northrop Grumman per il suo nuovo design di pannelli solari Compact Telescoping Array (CTA) basato sulla NASA è Airbus, che utilizza i pannelli sui suoi nuovi satelliti di comunicazione OneSat, mostrati nel rendering di questo artista. Credito immagine: Airbus Defence and Space Ltd.
Inviando gli astronauti a quasi 240.000 miglia sulla Luna è stata la sfida tecnica del giorno mezzo secolo fa. Trasportare il carico necessario per inviare gli astronauti a 40 milioni di miglia su Marte non sarà meno arduo nei prossimi decenni.
La totale dipendenza dai tradizionali motori a combustione richiederebbe troppo carburante, quindi la NASA sta valutando la possibilità di sviluppare una tecnologia più recente, chiamata propulsione elettrica solare. Ma ciò richiederà enormi pannelli solari.
Un team di ingegneri del Langley Research Center ha iniziato con la progettazione dei massicci pannelli solari pieghevoli sulla Stazione Spaziale Internazionale e poi ha capito come ridurre gli ingombranti alloggiamenti per le coperte solari e il braccio centrale che le sostiene. Credito immagine: NASA
Per affrontare questa sfida, diversi anni fa, un team del Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, ha iniziato a immaginare nuovi modi per riporre e distribuire pannelli solari grandi e flessibili.
“Se sei seriamente intenzionato a trasportare decine di tonnellate di carico su Marte, non puoi farlo in modo efficiente con i tradizionali propulsori chimici”, ha affermato Richard Pappa, che ha gestito il progetto a Langley.
Mentre l’utilizzo di propulsori elettrici ad energia solare ridurrebbe drasticamente la quantità di carburante che il velivolo dovrebbe trasportare, la quantità di spazio che i sistemi stipati occuperebbero nel razzo durante il lancio potrebbe essere proibitiva.
Quando l’albero centrale del CTA si estende, si dispiega con esso l’intero pannello. Credito immagine: Northrop Grumman Corporation
Il team ha iniziato con la progettazione dei pannelli solari della Stazione Spaziale Internazionale. Questi sono supportati lungo un braccio centrale e le coperte solari si piegano in un fascio compatto. Ma il braccio, costituito da una struttura reticolare pieghevole, è contenuto in un contenitore grande e pesante, e anche le coperture solari richiedono un alloggiamento ingombrante.
Invece, il team di Langley ha proposto un albero centrale che sarebbe “telescopico”, estendendosi per mezzo di un meccanismo più piccolo, a forma di vite, ed eliminando la necessità di un contenitore.
L’efficienza dell’imballaggio del progetto risultante, noto come Compact Telescoping Array (CTA), riduce il volume di un pannello solare riposto di circa un terzo.
Quando la versione finale del CTA di Northrop Grumman verrà crollata, le coperture solari e l’albero centrale saranno compattati nel più piccolo pacchetto possibile. Modifica immagine: Northrop Grumman Corporation
Nel 2015, il progetto ha catturato l’attenzione di Orbital ATK Inc., ora parte di Northrop Grumman Corporation. Langley ha emesso due contratti SBIR (Small Business Innovation Research) alla società Angstrom Designs, con Orbital ATK come subappaltatore, per costruire e testare unità sperimentali, mentre l’Air Force ha fornito ulteriori finanziamenti SBIR.
Entro il 2021, Northrop Grumman ha trovato il suo primo cliente CTA, con Airbus Defence and Space che ha ordinato array sufficienti per alimentare i suoi nuovi satelliti di comunicazione OneSat.
Molte delle più grandi società di comunicazioni via satellite del mondo hanno già commissionato i satelliti OneSat, tra cui la britannica Inmarsat, l’australiana Optus, la giapponese JSAT e la multinazionale Intelsat.
Per tutti questi clienti, la confezione compatta consentirà di risparmiare sui costi di lancio consentendo il lancio di più satelliti contemporaneamente.
“Mentre la maggior parte dei lanci trasporta solo uno o due satelliti, il CTA si inserisce in modo intelligente nel design del bus satellitare, in modo che tre satelliti possano stare su un razzo”, ha affermato Alan Jones, direttore dei prodotti flessibili per i pannelli solari presso Northrop Grumman.
Jim Spink, responsabile del programma presso lo stabilimento Northrop Grumman di Goleta, in California, dove vengono prodotti gli array, ha affermato che lui e Jones hanno visto un potenziale crescente per il CTA man mano che la progettazione procedeva.
“Ora è diventato un prodotto importante”, ha detto. “La spinta della NASA e il finanziamento SBIR hanno dato il via a questa classe innovativa di pannelli solari, che consentirà la progettazione di veicoli spaziali con prestazioni più elevate. Siamo entusiasti di vedere dove andrà dopo”.
Fonte: NASA
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